AI是个“大胃王”：它为啥“吃”电又“喝”水？

【导语】在科技日新月异的今天，AI已成为我们生活中的常客，从语音助手到自动写诗画画的机器人，它们无处不在。然而，这些聪明的AI背后却隐藏着一个惊人的秘密——它们是巨大的能源消耗者，堪称“电老虎”。以GPT-4为例，其训练一次竟需消耗2.4亿度电。更令人震惊的是，全球AI的用电量正急剧增长，预计到2025年将占据全球数据中心近一(yī)半(bàn)的(de)电(diàn)力(lì)消(xiāo)耗(hào)。AI的(de)“胃(wèi)口(kǒu)”之(zhī)大(dà)，不(bù)仅(jǐn)限(xiàn)于(yú)电(diàn)，还(hái)涉(shè)及(jí)到(dào)巨(jù)量(liàng)的(de)水(shuǐ)资(zī)源(yuán)。本(běn)文将(jiāng)深(shēn)入(rù)探(tàn)讨(tǎo)AI的(de)耗(hào)电(diàn)之(zhī)谜、背后的水资源消耗，以及科学家们为给(gěi)AI“省(shěng)饭(fàn)钱(qián)”所(suǒ)提(tí)出的奇思妙想。

每次你问手机里的语音助手问题，或看到机器人写诗画画(huà)时(shí)，可(kě)曾(céng)想(xiǎng)过(guò)：这(zhè)些(xiē)聪(cōng)明(míng)的(de)AI背(bèi)后(hòu)，藏(cáng)着(zhe)个(gè)惊(jīng)人(rén)的(de)秘(mì)密(mì)——它(tā)们(men)是(shì)个(gè)超(chāo)级(jí)“电(diàn)老(lǎo)虎(hǔ)”！就(jiù)说(shuō)鼎(dǐng)鼎(dǐng)大(dà)名的(de)GPT-4吧(ba)，它(tā)“上(shàng)学(xué)”（训(xun)练(liàn)）一(yī)次(cì)，竟(jìng)要(yào)吃(chī)掉(diào)2.4亿(yì)度(dù)电(diàn)，相(xiāng)当(dāng)于(yú)3000辆(liàng)特(tè)斯(sī)拉(lā)电(diàn)动(dòng)车(chē)跑(pǎo)到(dào)报(bào)废(fèi)的(de)耗(hào)电(diàn)总(zǒng)量(liàng)。更(gèng)夸(kuā)张(zhāng)的(de)是(shì)，全球(qiú)AI用(yòng)电(diàn)量(liàng)像(xiàng)坐(zuò)上(shàng)了(le)火(huǒ)箭(jiàn)，预(yù)计(jì)到(dào)2025年(nián)底(dǐ)，将(jiāng)吞(tūn)掉(diào)全球(qiú)数(shù)据(jù)中(zhōng)心(xīn)近(jìn)一(yī)半(bàn)的(de)电(diàn)力(lì)，首(shǒu)次(cì)超(chāo)过(guò)比(bǐ)特(tè)币(bì)挖(wā)矿(kuàng)！

图(tú)源(yuán)：AI生(shēng)成(chéng)的(de)

为(wèi)什(shén)么(me)AI像(xiàng)个(gè)“饿(è)电(diàn)鬼(guǐ)”？

你(nǐ)可(kě)能(néng)觉(jué)得(de)奇(qí)怪(guài)：AI不(bù)是(shì)一(yī)堆(duī)代(dài)码(mǎ)吗(ma)？怎(zěn)么(me)还(hái)会(huì)“饿(è)”呢(ne)？其(qí)实(shí)，它(tā)每(měi)一次思考、回答，都依靠成千上万块芯片在拼命工作，而芯片运(yùn)转(zhuǎn)离(lí)不(bù)开(kāi)电(diàn)！

01、芯(xīn)片(piàn)“开(kāi)关游(yóu)戏(xì)”耗(hào)巨(jù)电(diàn)

芯(xīn)片(piàn)里(lǐ)有(yǒu)数(shù)十(shí)亿(yì)个(gè)比(bǐ)头(tóu)发(fā)丝(sī)细(xì)万(wàn)倍(bèi)的(de)“开(kāi)关”（晶(jīng)体(tǐ)管(guǎn)）。AI每动一下脑筋，这些开关就噼里啪啦开合几十亿次——开关一动，电流就过，电阻一发热，电就变成了热。

02、删掉记忆也要交“电费”

更不可思议的是：AI连“忘记”都要耗电！1961年IBM公司的罗尔夫·兰道尔（Rolf Landauer）发现：计算机每删除1比特信息，就会释放一丁点儿热。虽然很小，但AI每天处理天文数字般的信息，电就这样悄悄溜走了。

AI“吃电”的三大现场：

上学、做题、退烧！

01、上学阶段（训练）——狂做习题册

就像你要读书考试一样，AI也要“学习”。它啃光整个图书馆般的文本，不断调整脑中的“参数”。

GPT-3上一次学要用128万度电，够一个家庭用140年！

这阶段就像建大脑，耗时数月、动用数万块GPU显卡（每块含540亿个晶体管）。

02、做题阶段（推理）——随时帮你答问题

学成毕业的AI开始工作啦！比如你问ChatGPT：“恐龙为什么灭绝？”，它就要现场计算。

每回答你8个问题，就耗1度电（够你手机充电50次）。

全球2亿用户每天让ChatGPT“喝”掉50万度电，一年电费近2亿美元！

03、退烧阶段（散热(rè)）——时(shí)刻(kè)抱(bào)冰(bīng)块(kuài)降(jiàng)温

芯片一运行就“发高烧”，必须24小时吹冷气或泡“冷水澡”（液冷散热）。

微软2022年用水量增加了34%，能灌满2500个游泳池。

你每和AI简单(dān)聊(liáo)一(yī)次(cì)，它(tā)就(jiù)“喝(hē)”掉(diào)一(yī)瓶(píng)矿(kuàng)泉(quán)水(shuǐ)（500ml）！

图源：AI生成的

电和水，AI的“生命双胞胎”

你可能不知道：AI耗电的背后，还藏着一个“水魔王”！

发电要水：除了风光电，煤电、核电都要巨量水冷却。

芯片制造要水：造一片手机芯片需5吨超纯水，比你家一年用水还多。

散热更要水：到2027年，全球AI或喝干66亿立方米水，能灌满450多个西湖！

所以AI既是“电老虎”，也是“水牛”，堪称资源界的“大胃王”。

图源：AI生成的

未来：

给AI“省饭钱”的奇思妙想

眼看AI越吃越多，科学家们急中生智：

“泡海水”降温法：中国在海南海底建数据中心！冰凉海水免费降温，每年省电1.2亿度、省水10万吨（100个舱规模）。

“人造太阳”供电法：微软押注核聚变，和Helion公司签约买电，想用恒星能量喂AI。

模型“瘦身”术：剪掉AI脑中无用参数（模型剪枝），就像给程序做“抽脂手术”！

AI再聪明，也离不开最朴实的电力和水资源。它的“胃口”提醒我们：技术越神奇，越要珍惜能源。当你下次和AI聊天时，请记得——你每点一次发送键，屏幕那头都在上演一场电流与数据的狂欢舞会。

供稿单位：重庆市无线电科普体验中心

审核专家：张启义

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