AI高能耗困局如何破解

“AI高能耗困局如何破”已经成为行业关注的热点之一。

人工智能（AI）作为名副其实的高能耗领域，电力消费增速高、占比大，尤其随着算力规模不断增加，能耗也呈现几何式增长。为此，“AI高能耗困局如何破”已经成为行业关注的热点之一。科技行业正积极寻求各种解决方案，一方面探索新算法、量子计算等理论层面方案，另一方面探索部署核电等清洁能源技术的前景。

新算法提供降能耗新思路

尽管AI在构建更高效、更稳定和更智能电网方面展现出巨大潜力和广阔发展前景，但其给能源安全和脱碳目标构成了不小挑战。有数据显示，ChatGPT每天需要约564兆瓦时能源，足以为美国1.8万户家庭供电。

新算法正在为破解AI高能耗提供新思路。油价网报道称，越来越多的科研团队开始加大更高效计算方法的研究力度，旨在尽可能降低AI能耗。

技术初创公司BitEnergy AI日前发表最新研究成果，可以通过一种新颖独特的整数加法算法将AI能耗降低95%。这种新算法采用整数加法，浮点数乘法通过操控大量浮点数以实现高精度运算需求，从而成为AI计算中最耗能的部分。

研究该算法的BitEnergy AI科研团队表示，在多种任务上对新算法进行测试，不仅可以实现同样的计算结果，还能大幅降低能耗。这不仅有望使计算成本大幅下降，同时也为硬件设计带来新思路。

据悉，上述算法对硬件需求与当前主流有所不同，这意味着需要对现有硬件进行改进和调整。该科研团队同样关注硬件设计与优化，目标是将有效的计算方法与相应硬件架构相结合，以实现AI模型在数量计算方面的高效性和低能耗。

量子计算处于理论层面

除了新算法，量子计算也为降低AI高能耗提供潜在解题思路。AI和量子计算作为全球最受瞩目的两大前沿科技领域，交汇点正在逐渐显现。

AI凭借在数据处理、模式识别以及自动化决策中的强大能力，成为推动各行业数字化转型的重要力量，量子计算则通过颠覆传统计算机架构，以其独特的量子位和量子纠缠等原理，展现出在解决复杂计算问题上的巨大潜力。

当前，科研人员的研究方向大都围绕“如何降低每进行一次计算所需的能量”这一主题展开，其中将量子计算应用于AI颇受关注，这不仅可以使大型语言模型更加快速执行高度复杂计算，而且只需要更少的资源。

普通计算机以二进制运行，以1和0作为开关，但量子计算以量子位运行，量子位可以同时打开和关闭，这种同时打开和关闭的状态称为叠加，可以彻底改变当前认知的计算模式。在某些特定情况下，量子计算机的能效可以比当前的超级计算机高出100倍之多。

业内不少人士认为，量子计算与AI“天然适配”。量子计算公司IonQ总裁兼首席执行官彼得·查普曼表示：“对于量子计算擅长的事情，如AI处理，任何GPU都无法与之竞争。这些工作负载最终将由量子承担，而当前的技术根本无法与之抗衡。”

尽管量子计算机在特定情况下可能比传统超级计算机具有更高的能效，但其在关键领域中的应用在当前阶段更多还停留在理论层面，实际应用仍面临诸多挑战，破解AI高能耗困局需要更直接、更现实、更商业化的实践方案。

核电成科技领域新宠

无论是新算法，还是量子计算，实现商业化之前还有很长的路要走。业内人士指出，提高清洁能源使用规模、改善能源效率等更广泛的方法措施，才是破解AI高能耗难题的关键。

目前，越来越多的科技企业考虑采用核电满足AI不断增长的能源需求。美国人工智能研究公司OpenAI联合创始人兼首席执行官萨姆·奥尔特曼表示，未来AI系统将需要极其大量能源，而核电技术可以有效帮助提供这些能源。

巴克莱银行指出，解决AI电力和能耗难题需要更广泛的方法，包括扩大现代化电网基础设施、将可再生能源与公用事业规模储能设施结合、利用现有核电和先进小堆技术、扩大地热等新型无碳能源规模等。

据了解，甲骨文、微软、谷歌、亚马逊、Meta等科技巨头接连宣布投资核电，支持开发小型模块化核反应堆，旨在满足数据中心和AI日益增长的需求。核电正在成为科技公司“新宠”。

今年12月，Meta宣布，正积极向核电开发商征求提案，旨在通过增加核能发电能力来推动AI发展并实现环境目标，计划到2030年代初增添1至4吉瓦核电装机，同时考虑大型传统反应堆和小型模块化设计。

9月，微软宣布达成一项为期 20 年的协议，将从此前一度停运的三哩岛核电站购买能源，为其数量日益增长的数据中心提供动力。

谷歌与核电技术公司 Kairos Power 商讨开发多座小型模块化核反应堆的合作，目标是在2030年前投建第一座小型模块化反应堆，到2035年建成更多。亚马逊目前已和3家公司展开合作，同时还在投资小型模块化核反应堆，并购买核电资产。

目前，正在与公用事业公司 Dominion Energy 探讨在弗吉尼亚州现有 North Anna 核电站附近安装一座小型模块化反应堆的可能性。亚马逊网络服务公司全球数据中心副总裁凯文·米勒表示：“AI正在推动数据中心数量和电网所需电力大幅增加。先进核电技术是必不可少的一环。”

根据伍德麦肯兹最新报告，今年上半年，美国新宣布的数据中心总装机容量接近240吉瓦，已经超过2023年全年装机总量。亚马逊、Meta、谷歌和微软在数据中心建设上的支出预计将在2025年达到1780亿美元，较今年增长11%。

文 | 本报记者 王林

End

欢迎分享给你的朋友！

出品 | 中国能源报（ID：cnenergy）

编辑 | 闫志强