人工智能比其他形式的計(jì)算消耗更多的能源，訓(xùn)練GPT-3需要的電力相當(dāng)于120個(gè)美國(guó)家庭全年使用的電力。但由于該行業(yè)發(fā)展太快，且透明度十分有限，所以沒有人確切知道人工智能的總耗電量和碳排放量。

艾倫人工智能研究所的科學(xué)家杰西·道奇表示，人工智能可以成為保護(hù)海洋或改善氣候的有力工具，但如果其碳足跡不透明，人工智能也可能導(dǎo)致氣候危機(jī)。

在人工智能發(fā)展的同時(shí)，一項(xiàng)可能被忽略的隱患隨之浮現(xiàn)：AI時(shí)代的算力需求遠(yuǎn)超以往，帶來(lái)的電力消耗以及產(chǎn)生的碳排放也與日俱增。

人工智能比其他形式的計(jì)算消耗更多的能源，訓(xùn)練一個(gè)大型語(yǔ)言模型需要的電力比100個(gè)美國(guó)家庭全年使用的電力還要多。然而，由于該行業(yè)發(fā)展如此之快，且透明度十分有限，以至于沒有人確切知道人工智能的總耗電量和碳排放量。

艾倫人工智能研究所（Allen Institute for AI）的科學(xué)家杰西·道奇（Jesse Dodge）近日表示，人工智能可以成為保護(hù)海洋或改善氣候的有力工具，但如果其碳足跡不透明，人工智能也可能導(dǎo)致氣候危機(jī)。

110輛美國(guó)汽車一年的排放量

根據(jù)2021年發(fā)表的一篇研究論文，訓(xùn)練GPT-3耗電1.287千兆瓦時(shí)，相當(dāng)于120個(gè)美國(guó)家庭一年消耗的電力，產(chǎn)生502噸碳排放，相當(dāng)于110輛美國(guó)汽車一年的排放量，而且此數(shù)據(jù)僅限于這一個(gè)模型。ChatGPT的開發(fā)者OpenAI已經(jīng)在準(zhǔn)備推出GPT-4，隨著這類模型的體量越來(lái)越大，且模型必須定期重新訓(xùn)練，以便了解最新數(shù)據(jù)，用電量還將逐年上升。

“如果你不重新訓(xùn)練模型，你就會(huì)有一個(gè)不了解新冠疫情的模型。”卡內(nèi)基梅隆大學(xué)（Carnegie Mellon University）教授艾瑪·斯特魯貝爾（Emma Strubell）說，她是最早研究人工智能能源問題的研究人員之一。

另一項(xiàng)數(shù)據(jù)來(lái)自谷歌，研究人員發(fā)現(xiàn)人工智能耗費(fèi)該公司總用電量的10%至15%，到2021年為18.3太瓦時(shí)。這意味著人工智能每年消耗谷歌約2.3太瓦時(shí)的電量，大約相當(dāng)于亞特蘭大這樣大小的城市中所有家庭每年的電力。

根據(jù)國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心的溫室氣體排放量已約占全球溫室氣體排放量的1%。隨著云計(jì)算需求的增加，這一數(shù)字預(yù)計(jì)還會(huì)上升。而隨著人工智能被納入互聯(lián)網(wǎng)上最重要的應(yīng)用——搜索引擎，所需的計(jì)算量將更大。加拿大數(shù)據(jù)中心企業(yè)QScale的聯(lián)合創(chuàng)始人馬丁·布沙爾（Martin Bouchard）表示，根據(jù)他對(duì)微軟和谷歌搜索計(jì)劃的研究，將生成式人工智能加入搜索引擎這一過程至少需要將每次搜索的計(jì)算量增加四到五倍。

布沙爾指出，ChatGPT在2021年底停止了訓(xùn)練，作為減少計(jì)算需求的一部分。但為了滿足搜索引擎用戶的需求，這一現(xiàn)狀將不得不改變。他說：“如果經(jīng)常對(duì)模型進(jìn)行再培訓(xùn)，并增加更多的參數(shù)和東西，那將是完全不同的規(guī)模。”

英國(guó)薩里大學(xué)（University of Surrey）網(wǎng)絡(luò)安全教授艾倫·伍德沃德（Alan Woodward）也表示：“雖然過去在搜索引擎中已經(jīng)有大量資源參與，但納入人工智能需要更多資源。每當(dāng)我們看到人工智能的階段性變化，我們就會(huì)看到大型處理中心所需的電力和冷卻資源顯著增加。”

AI公司Hugging Face的研究員薩沙·盧奇奧尼（Sasha Luccioni）表示，需要將AI模型的功耗和排放透明化。有了這些信息，政府和企業(yè)可能會(huì)決定，使用GPT-3或其他大型模型來(lái)研究癌癥治療或保護(hù)土著語(yǔ)言是值得的，但編寫蹩腳的劇本則不值得。

碳足跡透明是當(dāng)務(wù)之急

道奇表示，許多行業(yè)已經(jīng)開始報(bào)告自己對(duì)環(huán)境的影響，但目前在整個(gè)人工智能領(lǐng)域，產(chǎn)生的碳排放仍缺乏透明度，量化其碳足跡的努力才剛剛開始。隨著模型變得更強(qiáng)大和被更廣泛地使用，碳輸出水平只會(huì)繼續(xù)上升，因此，建立透明度以減輕人工智能碳足跡的潛在影響至關(guān)重要。透明度將使得研究人員可以開發(fā)可操作的工具，并進(jìn)一步鞏固人工智能的應(yīng)用，使其成為幫助應(yīng)對(duì)氣候變化的工具，而不是加劇氣候變化。

那么，如何衡量人工智能的碳足跡？道奇和來(lái)自微軟、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)（the Hebrew University of Jerusalem）的研究團(tuán)隊(duì)正著手解決這個(gè)問題，目前，一個(gè)非營(yíng)利組織正在開發(fā)名為“碳強(qiáng)度”的軟件，使用該軟件可以將微軟在其云服務(wù)Azure上訓(xùn)練的人工智能模型的排放映射到能源網(wǎng)格上。該團(tuán)隊(duì)能夠量化人工智能日益增長(zhǎng)的環(huán)境影響，并為AI從業(yè)人員提供思路，以遏制碳排放。

道奇和研究人員發(fā)現(xiàn)，改變?nèi)斯ぶ悄苣Ｐ偷倪\(yùn)行地點(diǎn)對(duì)其排放的影響最大。數(shù)據(jù)中心遍布全球，某些國(guó)家的電網(wǎng)中清潔能源的比例高于其他國(guó)家。如果云計(jì)算提供商選擇更多可再生能源的數(shù)據(jù)中心，可能會(huì)將模型的碳強(qiáng)度降低75%。

伍德麥肯茲能源咨詢機(jī)構(gòu)（Wood Mackenzie）的本·赫茲-沙格爾（Ben Hertz-Shargel）表示，由于人工智能培訓(xùn)可以隨時(shí)進(jìn)行，開發(fā)人員或數(shù)據(jù)中心還可以將培訓(xùn)安排在電力更便宜或過剩的時(shí)候，從而使運(yùn)營(yíng)更加環(huán)保。道奇也認(rèn)為，當(dāng)電網(wǎng)的碳強(qiáng)度較低時(shí)，模型定時(shí)運(yùn)行也可能是一個(gè)可行的解決方案。

目前，微軟、谷歌和亞馬遜都有碳負(fù)增長(zhǎng)或碳中和承諾。谷歌在一份聲明中表示，到2030年，預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)其運(yùn)營(yíng)的凈零排放，目標(biāo)是完全依靠無(wú)碳能源運(yùn)行其辦公室和數(shù)據(jù)中心。該公司還使用人工智能來(lái)提高其數(shù)據(jù)中心的能源效率。

谷歌發(fā)言人樸吉英（Jane Park）也表示，谷歌發(fā)布了聊天機(jī)器人巴德（Bard）的新版本，該版本由一款體量更小的大型語(yǔ)言模型驅(qū)動(dòng)，以節(jié)省資源。“我們還發(fā)布了語(yǔ)言模型LaMDA的能源成本。”樸吉英說，“我們的研究結(jié)果表明，將高效的模型、處理器和數(shù)據(jù)中心與清潔能源相結(jié)合，可以將機(jī)器學(xué)習(xí)的碳排放減少多達(dá)1000倍。”

OpenAI則強(qiáng)調(diào)了它為提高ChatGPTAPI（應(yīng)用程序編程接口）效率所做的工作，這一工作減少了客戶的用電量和價(jià)格。“我們非常重視阻止和扭轉(zhuǎn)氣候變化的責(zé)任，我們思考了很多如何充分利用我們的計(jì)算能力的方案。”O(jiān)penAI發(fā)言人在一份聲明中說，“OpenAI在Azure上運(yùn)行，我們與微軟團(tuán)隊(duì)密切合作，以提高運(yùn)行大型語(yǔ)言模型的效率。”

微軟指出，其正在購(gòu)買可再生能源，并采取其他措施來(lái)實(shí)現(xiàn)先前宣布的2030年實(shí)現(xiàn)負(fù)碳的目標(biāo)。“作為我們創(chuàng)造可持續(xù)未來(lái)的承諾的一部分，微軟正在投資研究，以衡量人工智能的能源使用和碳影響，同時(shí)致力于提高大型系統(tǒng)在培訓(xùn)和應(yīng)用中的效率。”該公司在一份聲明中表示。

此外，艾倫人工智能研究所目前正在使用人工智能保護(hù)海洋或改進(jìn)氣候建模。道奇認(rèn)為，人工智能在消耗電力的同時(shí)，其創(chuàng)新應(yīng)用也會(huì)幫助應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)。“如果我們今天不直面這些挑戰(zhàn)，它可能會(huì)加劇氣候變化。在我們要求全行業(yè)透明的同時(shí)，我們也必須做出決策，開發(fā)有助于拯救地球的人工智能應(yīng)用。”道奇表示。