世界环境日｜AI升级，算力狂飙，地球能承受吗？

生成一张图片(túpiàn)，需要多少电力？ 本文的封面图由DeepSeek与豆包联合生成，仅使用一条文字指令和一次图像请求。手机(shǒujī)电量几乎未变(biàn)，但背后的实际能耗(nénghào)，足够让它从零充满一次。 从上游的(de)芯片制造到下游的日常使用，人工智能发展的每个环节都(dōu)需要消耗大量生态资源。 此外，一家半导体制造厂每小时的用电量足以(zúyǐ)让100个人用上一整年；一家芯片(xīnpiàn)企业每年会造成200万吨的碳排放(páifàng)，相当于30万辆重型卡车全年的排放量。 GPT-3的诞生同样代价不菲：它单次训练耗电1287万度，产生552吨碳排放——为了(le)让(ràng)AI的大脑变得更聪明，人类先付出(fùchū)了能让一辆(yīliàng)特斯拉汽车完整充电10000次的电量和制造325吨粗钢的碳排放。 这些生态污染与资源消耗(xiāohào)虽然发生在不同环节，但最终都离不开一个共同的场所：数据中心。芯片制造出来供谁使用(shǐyòng)？模型训练在哪里完成？用户调用如何响应？事实上，看似轻盈的输出结果(jiéguǒ)背后，是一座座体量庞大且能耗惊人的数据中心在昼夜不停地(dì)运转。 AI背后的算力“心脏(xīnzàng)” AI不是凭空运行，从模型训练到推理应用，都需要数据中心强大的(de)算力支撑。可以说，数据中心就是AI系统(xìtǒng)的“心脏”，支撑着其持续运作，因此也成为了能耗和污染最集中(jízhōng)的环节。 在各类数据中心中，企业(qǐyè)和互联网数据中心与AI的关系较为(wèi)密切。它们集中部署了成千上万块高性能GPU（图形处理器），专(zhuān)为深度学习模型的训练而(ér)设计，是ChatGPT、Deepseek等生成式AI服务得以落地的算力底座。 随着技术的迭代，AI对算力的需求水涨船高，直接推动了数据中心数量的增长。AI工具的快速(kuàisù)进化，离不开(líbùkāi)高性能的计算基础设施的支撑，推动着数据中心的全球扩张(kuòzhāng)。 可以预见，数据中心(shùjùzhōngxīn)将在未来数年内保持高速扩张的(de)(de)态势。截至2024年，全球数据中心的资本支出据估计(jùgūjì)已高达4300亿美元，而这场围绕算力的投资热潮仍在升温。未来，数据中心发展的经济账单将继续攀升。 这笔数据中心产业的投资大约相当于全球每人(měirén)支出了人民币380元。以这样(zhèyàng)的价格来享受人工智能前沿技术，似乎也是(shì)一笔划算的投入。 然而，这笔交易的附加项中打包了大量的环境代价——一份正在(zhèngzài)不断积累、总量(zǒngliàng)庞大的“生态账单”，至今既没有出现在产业成本的账面(zhàngmiàn)上，并将随着数据中心的持续扩张不断增长。 根据国际能源署的(de)(de)最新预测，到2030年，全球数据中心的年耗电量预计将达到945太瓦时(tàiwǎshí)（TWh）左右——这个数字，已经略高于日本目前一整年的总用电量。 除可量化的(de)资源消耗和(hé)污染排放外，更隐蔽的还有：开采稀有金属带来的化学污染、电子废弃物中重金属的泄漏、自然土地被数据中心侵占后动物失去栖息地(qīxīdì)……目前，这些影响尚未形成系统的监测数据。 这份被技术红利掩盖(yǎngài)的“生态账单”，谁来结算、如何治理？ 在(zài)全球环境治理的复杂体系中，多个主体(zhǔtǐ)各自承担着不同层级的责任。企业作为直接运营数据中心的主体，距离污染源最近，也最具实施变革的能力。国际组织可以制定标准，政府可以出台政策，但(dàn)能源结构(jiégòu)的选择与运行方式的调整，最终仍需由企业落地执行。 当前，碳排放控制成为(chéngwéi)多数企业环境治理策略的核心目标，其中在能源端的应对最为(zuìwèi)突出。大多数企业将可再生能源或清洁能源的使用作为主要减排措施(cuòshī)。这类路径在能源结构调整上相对可行，也易于量化评估(pínggū)。 整体来看，当前企业“还账”的重点主要集中于减少碳排放，生态账单上的其他栏目(lánmù)尚缺乏具体信息与解决方案(jiějuéfāngàn)。 即使是可持续实践的领军企业，也会存在这一治理重心的偏移。谷歌在其《2024环境报告》中重点对减碳(jiǎntàn)路径进行了最详尽的披露(pīlù)。 其中，谷歌(gǔgē)表示2023年其全球办公及数据中心已实现每小时64%无碳能源使用率(shǐyònglǜ)，44个电网区域中有10个达成90%以上清洁供电——这(zhè)看似是一份不错的成绩单。 但从国家维度来看，这份优秀的(de)成绩单背后暗藏着明显的断层趋势：加拿大魁北克(kuíběikè)的数据中心凭借丰富水电(shuǐdiàn)实现100%零碳运营，而沙特阿拉伯与卡塔尔的数据中心仍在完全依赖石油发电。在欧洲地区，波兰以31%垫底；而在亚洲地区(yàzhōudìqū)，表现最佳的韩国也仅达35%，远低于(dīyú)全球平均水平。 随着AI技术迭代加速，训练新一代AI大模型的能耗(nénghào)量级持续增长(chíxùzēngzhǎng)。支撑(zhīchēng)AI发展的全球数据中心集群，或许正在重塑一张新的环境治理“不平等地图”。 但谷歌并不(bù)是这张“不平等地图”的唯一制作者。在全球前五大云服务企业中，除阿里巴巴外，其余(qíyú)四家在他国布局的数据中心(shùjùzhōngxīn)数量普遍超过本土，呈现出(chéngxiànchū)明显的跨国企业(kuàguóqǐyè)全球布局倾向。而在环保透明度上，谷歌是其中唯一按照数据中心集群所在地公布实时环境指标的厂商。 随着AI的飞速发展，科技巨头企业仍将持续扩建数据中心以应对日益增长的数据存储(cúnchǔ)和(hé)处理需求，在(zài)选址上集中于南美洲、欧洲、北美洲。然而，由于造成了环境问题，数据中心扩建计划在这些地区(dìqū)却引起了广泛的反对声潮。 数据中心的(de)快速(kuàisù)扩张实际上属于“算力驱动型”的AI发展路径。如今，一种新的技术趋势正在浮现——AI正朝着(cháozhe)高性能、低功耗方向演进。 中国团队推出的(de)开源大模型DeepSeek正展现着(zhe)这种可能性。据DeepSeek披露，在不包含前期试错(shìcuò)成本的情况下，大模型DeepSeek-v3的训练成本大约在558 万美元。按照相似方法估算，GPT4的训练成本约为4800万美元。这不仅(bùjǐn)代表着经济层面的高性价比(gāoxìngjiàbǐ)，也意味着在同等的AI产出下，数据中心(shùjùzhōngxīn)所承担的计算压力和能耗均有望减少。 此外，DeepSeek-v3采用了“MoE（Mixture of Experts）”模型。每次用户提问，系统只(zhǐ)激活一小部分参数进行处理，而不是(búshì)全员上阵。这样使得每次推理时实际被激活的参数只占总量(liàng)的 5.5%，显著减少了计算量，也降低了模型运行(yùnxíng)时对数据中心(shùjùzhōngxīn)资源的消耗。 与此同时，中国也(yě)正(zhèng)从政策层面积极回应数据中心扩张所带来的环境压力，推动其绿色转型，力图在技术发展与环境可持续(chíxù)之间寻求平衡。 目前，电能利用效率（PUE）已经成为衡量绿色治理成效(chéngxiào)的重要风向标。以2030年为目标，我国各地数据中心的PUE水平将持续优化，向“1”稳步(wěnbù)靠近(kàojìn)。 在政策引导与(yǔ)技术进步的(de)共同作用下，绿色转型正在成为中国数据中心行业发展的主线。 OpenAI首席执行官Sam Altman曾表示，AI的(de)成本正在以每年(měinián)降低10倍的速度演进，这一现象被称为(chēngwéi)“AI规模定律”（scaling law）。未来，AI的硬件更高效、算法更聪明，是否(shìfǒu)能够真正实现低耗又智能的良性循环？ 一些研究者对此持乐观态度，加州大学(jiāzhōudàxué)伯克利分校名誉教授、谷歌研究员戴夫·帕特森（Dave Patterson）的分析预测(yùcè)，由于人工智能软件和硬件能源使用(shǐyòng)效率的提高，人工智能的碳足迹将很快达到稳定水平，然后开始(kāishǐ)减少。 但乐观之外，还有(háiyǒu)一盆冷水：“杰文斯悖论”认为效率提高会带来使用激增，结果反而更耗能(hàonéng)。华为创始人任正非曾这样比喻这条悖论：“把高速公路拓宽，车流速度快了，油耗本应减少。但更多(duō)的(de)车辆能上路(shànglù)，整体油耗反而增加了。”后续，当AI真正渗透进教育、办公、娱乐等日常场景(chǎngjǐng)，其总体能耗可能在无形中不断累积，超出原本“节能”的设想。 在这种不确定性下，个人用户的选择不应被忽视。虽然用户无法直接决定一项AI技术的底层设计(shèjì)或训练规模，但可以(kěyǐ)在使用中取舍——比如(bǐrú)关注平台的能源披露与可持续承诺，避免无意义的频繁调用，理解每一次点击背后都(dōu)存在一次计算的事实。 所有改变的前提，是先看见问题本身。当更多人开始意识到(dào)这些“看不见”的能源消耗和(hé)环境代价，技术将向着(xiàngzhe)更可持续的目标前进。更长远来看，公众的使用偏好和舆论导向，也将在某种程度上塑造AI生态的未来(wèilái)方向。 作者丨杨智博、沈馨、田益铭(tiányìmíng)、韩旻格、傅冰清 指导老师｜崔迪、徐笛(xúdí)、周葆华 封面(fēngmiàn)图｜DeepSeek、豆包共同绘制 动图内嵌视频 | 即(jí)梦生成 本文为复旦大学新闻学院《数据分析与信息可视化》课程(kèchéng)作品 复数(fùshù)实验室 X 对齐Lab (本文来自澎湃新闻(xīnwén)，更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)