生成式AI浪潮興起：AI有多耗電、耗水？

生成式AI热潮席卷全球，许多大型科技企业纷纷投入开发。 图／Jernej Furman／ Wikipedia（CC BY 2.0）

AI如同变魔术般，滑鼠按两三下、下个简单指令就能生成一段文字，甚至是图像、影像，这些动作虽然跟往常在搜寻栏查找资料并无二致，然而，AI的用电量却可能比想像中更多。

阿姆斯特丹自由大学（Vrije Universiteit Amsterdam，VU）商学院博士候选人德弗里斯（Alex De Vries）专门研究新兴科技的能耗成本，去年他发表的分析估算，随着人工智慧崛起，到了2027年，AI伺服器所消耗的用电量将等同于荷兰全国的能源需求量。

德弗里斯根据NVIDIA的AI晶片销售状况[1]等参数推估，到了2027年，运算AI所需的硬体设备需求量，每年约有850～1340亿度电的能源需求，就等同于世界上部分国家一年的总用电量。

人工智慧新创公司Hugging Face的研究员卢奇奥尼（Sasha Luccioni）指出，随着AI成为一门好生意，公司机密层级也越来越高。过去几年，其实OpenAI都会持续公布关于模型训练的详细资讯，包括使用的硬体设备与时间。不过，随着ChatGPT、GPT-4等模型推陈出新，这些资讯再也没有更新了。

设置AI伺服器的用电量比起传统伺服器要高上许多。示意图。 图／Brett Sayles／Pexels

为什么AI高耗电又高用水？

不论是OpenAI的ChatGPT或是Google的Gemini，这类广受欢迎的大型语言模型，往往需要一整个仓库的资料中心来运算，同时也仰赖大量的水资源来帮助机房降温。若是涉及图像、影像的生成，AI的耗能将会更高。

AI的能源需求分成两大部分，一个是训练语言模型所消耗的电力，包含设定与回应行为；第二部分则是推论阶段（inference phase），将训练到一定程度的模型置入实际场景，并透过提示（prompts），让AI生成初始回应。这两阶段都有高密集的能源需求，然而目前尚不清楚各阶段的耗能占比。

「设置传统伺服器的标准机柜耗电量约4瓩（kW），约等同于一个家庭住宅的用电功率；然而设置一组AI伺服器机柜的能源需求约为20倍、80瓩。」DataVita创办人奎恩（Danny Quinn）对《英国国家广播公司》说，一个资料中心内可能有上百或上千组的伺服器及机柜。

加州大学河滨分校报告指出，与ChatGPT对话一次需消耗约500毫升的水，相当于一瓶宝特瓶。而ChatGPT每月有近15亿用户，用水量可想而知。微软永续报告书中揭露，其用水量在2021至2022年增长至640万立方公尺、增加了约34%，相当于2500个奥运规格泳池的大小。

根据研究，与ChatGPT对话一次需消耗约500毫升的水。 图／Sanket Mishra／Pexels

科技两面刃 AI浪潮下的危机与转机

随着科技日新月异，未来AI无疑会如雨后春笋般增长，随之而来是需谨慎看待的环境冲击。尽管耗能需求超级高，AI对解决环境挑战仍潜力无穷。例如，AI可以预测极端气候，改善工业制程减少碳排放，而在Google和美国航空公司合作的计划中，飞行员可透过AI找出最适合的飞行高度和路径，减少50％会造成全球暖化的飞机云。

卢奇奥尼表示，希望未来有更多公司为AI引进像能源之星（Energy Star）[2] 的评比，让消费者可以像选购节能电器一样比较各家AI产品的能源效率。

德弗里斯则认为应该回归更根本的思考——我们真的需要AI来完成某些特定任务吗？「AI有其局限性，在很多应用上或许都不算最好的解决方案，我们将会浪费大量的时间和资源来记取这项教训。」

注释

[1]根据NVIDIA释出的硬体销售与能源数据预测，其在AI市场中的市占率约95%。

[2]能源之星（Energy Star），是一项由美国政府所主导，主要针对消费性电子产品的能源节约计划。能源之星计划于1992年由美国环保署（EPA）所启动，目的是为了降低能源消耗及减少发电厂所排放的温室效应气体。此计划并不具强迫性，自发配合此计划的厂商，就可以在其合格产品上贴上能源之星的标签。

参考资料

纽约时报（2023年10月10日），A.I. Could Soon Need as Much Electricity as an Entire Country

BBC（2023年10月10日），Warning AI industry could use as much energy as the Netherlands

Euronews（2023年11月1日），AI: ChatGPT consumes more energy than a traditional Internet search

Scientific American（2023年10月13日），The AI Boom Could Use a Shocking Amount of Electricity

联合新闻网（2023年12月6日），COP28／AI有助减排 但耗电也成暖化推手

The Verge（2024年2月16日），How much electricity do AI generators consume?

低碳生活部落格（2021年2月22日），网路更快，环境更坏？法国官方警告：5G 时代恐增45%碳排

本文授权转载自《低碳生活部落格》，内容由台达电子文教基金会及台湾环境资讯协会共同企划。（原文为：生成式AI浪潮兴起：AI有多耗电、耗水？）

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