產經

大行觀點:AI變革藏能源消耗隱患

目前AI模型在大型數據中心進行訓練,估計全球約有1至1.5%的總用電量來自數據中心。 目前AI模型在大型數據中心進行訓練,估計全球約有1至1.5%的總用電量來自數據中心。
目前AI模型在大型數據中心進行訓練,估計全球約有1至1.5%的總用電量來自數據中心。
人工智能(AI)正在迅速改變人類的生活及工作方式,雖然AI有可能顛覆許多行業的發展,但亦需要關注AI對環境造成的重大影響。
AI對環境產生的直接影響,主要來自其所需的實體基礎設施,包括數據中心、處理器及其他專用電腦硬件,這些被稱為AI的基礎設施。不少證據顯示,AI運算對環境產生的直接影響,很大程度上都是負面的。AI運算的生命周期分為4個階段:一、生產階段;二、運輸階段;三、營運階段;四、報廢階段。當中,營運階段所產生的碳排放量高達70至80%。
生產階段涉及採用原材料的物理提取,以及建造AI硬件和基礎設施所需的組件。衡量碳排放量的其中一個難題,是所使用的資源通常與整體資訊及通訊技術(ICT)領域相關,而非只涉及AI領域。
數據中心耗電量龐大
AI在生產階段的碳足迹估計存在着差異,目前而言,生產階段的碳足迹仍相對輕微。然而,隨着可再生電力在營運階段消耗的能源佔比持續上升,生產階段對環境足迹的影響將會更為顯著。
資訊與通訊科技硬件產生的排放量,只佔全球運輸溫室氣體排放的一小部分,與AI運算硬件相關運輸排放所佔的比例甚至會更低。
在分析AI對環境的直接影響時,營運階段是主要關注的領域。這個階段的兩項環境主要考慮因素是能源消耗及用水量。以數據中心作為替代指標,以了解AI的能源消耗情況。雖然並非所有數據中心的用途都與AI有關,但愈來愈多AI模型在超大型倉庫規模的數據中心進行訓練、儲存及部署。據估計,全球約有1至1.5%的總用電量來自數據中心,相當於約220至320太瓦時(TWh)。
儘管數據中心的工作負荷大幅增加,但數據中心的耗電量在過去10年維持在相對穩定水平。出現這種明顯脫鈎情況的主要原因是:AI運算效率提升、轉移至雲端,以及轉向更大規模數據中心。
就生成式人工智能(Generative AI)的能源消耗而言,哈佛大學的一項研究發現,訓練ChatGPT-3需要1.3吉瓦時(GWh)電力,相當於120個美國家庭一年的用電量。與生成式AI相關的主要問題,在於模型複雜性急速增長,因此所需的能源大大增加。
同時,數據中心的水足迹,受發電時消耗的水資源及冷卻消耗的水資源所影響。麻省大學阿默斯特分校近期的一項研究發現,訓練一項生成式AI模型可能消耗多達28.4萬公升水,這相當於一個普通人27年的用水量。
電子廢棄物造成污染
AI報廢階段對環境的主要影響是其產生的電子廢棄物。這些廢棄物含有重金屬和有毒的化學物質,這些物質一旦滲入居住環境,將會造成污染。
實施循環經濟模型,即盡量減少廢物及最大程度上利用資源,對於管理AI的環境影響至關重要。從正面的角度看,可運用多種創新的方法,重新利用數據中心所產生的熱量,其中包括利用多餘的熱量支持地區性的供熱系統,將高溫水輸送到各個家庭住戶及不同的建築物。
此外,這種熱能亦適用於農業範疇,例如為溫室全年供暖,或為養魚場及公共游泳池的水加熱。
AI幾乎可以解決現實世界的各種問題。就以可持續土地用途為例,AI的應用包括早期的農作物產量預測、精準量度農業及營養補給、用於農作物管理的超局部天氣預報、早期檢測農作物問題、自動化及增強土地用途變化檢測,以避免森林砍伐並監測牲畜的健康與福祉。
然而,任何增強具有破壞性行業的AI應用都被視為有害。在某些特定情況下,只有能源消耗下降,AI提高營運效率及繼而有利環境的論證才能成立。但隨着技術變得更有效率及更具成效,需求及消耗亦可能因而增加。這可能會抵銷效率提升所帶來的環境或經濟效益。
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