AI崛起加劇數據中心能源消耗，谷歌新技術或幫助減排

2月26日消息，科技巨頭正競相加緊努力拆除被稱爲“碳定時炸彈”的隱患，隨着人工智能（AI）技術的興起，它們在全球建立的數據中心的能源消耗也急劇上升，進而導致的碳排放問題日漸嚴重。

因此，谷歌引領的一項創新技術逐步受到重視：該技術通過軟件在全球太陽能和風能資源豐富的區域搜索清潔電力，隨後增加這些地區數據中心的運營活動。這種策略不僅有助於減少碳排放，還能降低運營成本。

雲計算公司Cirrus Nexus的聯合創始人兼首席執行官克里斯·諾布爾（Chris Noble）強調，現在迫切需要探索如何最大限度地利用可再生能源發電來運營數據中心。該公司負責管理包括谷歌、微軟和亞馬遜在內的大型科技公司的數據中心。

人工智能計算引起的氣候風險是不容忽視的。如果不迅速從依賴化石燃料轉向清潔能源發電，這種風險將會進一步加劇。英偉達首席執行官黃仁勳警告說，人工智能已經達到關鍵的“臨界點”，而數據中心的成本預計在未來五年將翻一番，以支持新興軟件的開發。

國際能源署（IEA）的數據表明，數據中心和傳輸網絡分別佔全球能源消耗的1.5%，它們每年的二氧化碳排放總量與巴西相當。

谷歌、微軟和亞馬遜等擁有超大規模數據中心的公司已設定了氣候目標，並面臨實現這些目標的內外部壓力。這些目標旨在使它們的運營實現碳中和，以應對日益加劇的氣候挑戰。

然而，人工智能的興起對實現這些氣候目標構成了嚴峻威脅。作爲大型語言模型等人工智能技術的關鍵，GPU（圖形處理單元）的電力消耗遠超CPU（中央處理單元）。國際能源署估計，訓練一個人工智能模型一年所需的電量超過100個家庭的年用電量。

該機構指出：“人工智能的增長速度已遠遠超出我們生產清潔能源的能力。”

此外，人工智能的能源消耗模式呈現出不穩定性，更像是劇烈波動的鋸齒圖，而非數據中心運營商所熟悉的平滑曲線。這種不穩定性不僅對碳中和工作構成巨大挑戰，也可能對電網的穩定性造成潛在威脅。

日立能源全球數據中心客戶總監戴夫·斯特萊斯（Dave Sterlace）提到，人工智能的快速增長主要由北美公司驅動，導致計算能力和能源使用高度集中，這是他兩年前未曾預見的趨勢。

爲了減少數據中心的碳排放，超大規模公司和其他數據中心供應商已投入大量資金建設太陽能或風力發電場，並通過購買碳積分來抵消碳排放。然而，這些措施並未對碳排放產生根本性減少。

鑑於人工智能使用量的持續增長，僅靠這些措施顯然不足以應對挑戰。因此，運營商開始採納谷歌倡導的“負載轉移”策略，通過改變數據中心的運作方式，以降低碳排放並提高對可再生能源的利用率。

目前，大多數數據中心都追求在“穩定狀態”下運行，以保持能耗的相對穩定。然而，這種做法使它們受限於所連接的電網，並不能充分利用不同地區可再生能源發電的差異。爲了減少對污染較重的電網的依賴，科技巨頭正在全球範圍內尋找機會，優化不同地區數據中心的運營時間，以最大限度地利用過剩的可再生能源。

谷歌已經嘗試在某些數據中心實現每小時使用零碳電力的目標，以確保其設備全天候使用清潔能源。雖然目前尚無公司完全實現這一目標，但這種嘗試仍然具有重要意義。同時，需要注意的是，全球範圍內實施負載轉移策略可能受到某些國家數據主權政策的限制，增加了實施的複雜性。

然而，Cirrus Nexus和谷歌正在測試的技術有望成爲解決碳排放難題的關鍵。位於曼哈頓的Cirrus Nexus通過搜尋全球電網數據，以5分鐘爲單位測量排放量，爲自己和客戶尋找污染最少的計算資源。去年夏天，該公司成功地將這項技術應用於實際操作中。

當荷蘭迎來有記錄以來陽光最充足的6月份時，太陽能發電的成本大幅降低，使得在該國運行服務器的成本更低、碳排放更少。而太陽落山後，Cirrus Nexus將計算負載轉移到美國加州，利用當地豐富的太陽能資源繼續進行計算活動。

根據Cirrus Nexus分享的數據，該公司通過巧妙追蹤太陽從歐洲到美國西海岸的軌跡，再返回，成功爲自己和客戶的部分工作負載減少了34%的計算排放量。不過，儘管這種靈活的操作方式帶來了顯著的減排效果，但同時也伴隨着一定的風險。

通過尋求並利用過剩的零碳電力，數據中心可以幫助緩解電網在高峰時段，如炎熱或極端冬季風暴期間的供電壓力。然而，要實現這一目標，數據中心必須與電力公司和電網運營商緊密合作，因爲需求的大幅波動可能對電力系統造成衝擊，增加停電的風險。例如，Dominion Energy在弗吉尼亞州的電力公司觀察到數據中心電力需求激增，正在制定計劃，利用數據中心的計算負載轉移來減輕極端天氣對電網的影響。

近年來，谷歌和亞馬遜等科技巨頭已開始爲自己的業務及雲計算服務客戶測試數據中心的負載轉移策略。Cirrus Nexus就是亞馬遜、微軟和谷歌雲服務的用戶之一。在弗吉尼亞州，微軟與Constellation Energy達成了一項協議，確保其區域數據中心90%以上的電力來源於零碳能源。然而，對於微軟和其他超大規模公司來說，實現100%的零碳目標仍是一個巨大的挑戰。

谷歌全天候無碳能源戰略的負責人邁克爾·特雷爾（Michael Terrell）表示，谷歌的數據中心大約64%的時間使用無碳能源，其中13個區域性數據中心的無碳能源利用率達到85%，7個全球數據中心的無碳能源利用率略高於90%。但他坦言：“除非我們完全取代化石燃料，否則無法實現氣候目標！”（小小）