到2026年，人工智能工作負(fù)載將使數(shù)據(jù)中心電力需求翻倍｜報告

預(yù)計(jì)到2030年，數(shù)據(jù)中心使用的全球電力消耗份額可能會從目前的2%飆升至20%以上。數(shù)據(jù)中心使用大量電力來運(yùn)行和冷卻服務(wù)器。報告指出，到2026年，全球數(shù)據(jù)中心的電力消耗將增加一倍以上，消耗的電量與日本相當(dāng)。

據(jù)報告稱，增加數(shù)據(jù)中心能源需求的因素包括訓(xùn)練大型語言模型的密集工作量。為支持大型語言模型的訓(xùn)練，對計(jì)算能力的需求呈指數(shù)級增長，這將對數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并可能是能源轉(zhuǎn)型中最容易被忽視的方面之一。

需求激增

在電力基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)張方面落后的發(fā)達(dá)國家，對數(shù)據(jù)中心運(yùn)營的需求正在增長。例如，到2026年，愛爾蘭數(shù)據(jù)中心的電力需求將翻一番，占該國電力需求的三分之一。

數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商正在以不同的方式應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。一些運(yùn)營商正在積極與零碳能源供應(yīng)商合作，將專用電源納入其數(shù)據(jù)中心綜合體。

數(shù)據(jù)中心正在采用的零碳戰(zhàn)略包括與施耐德電氣等可再生能源供應(yīng)商合作。一些網(wǎng)站正在尋求氫能，其中包括微軟，它開發(fā)了氫燃料電池來取代柴油發(fā)電機(jī)。

對于其他供應(yīng)商來說，核能是一種選擇。例如，AWS收購了位于賓夕法尼亞州塞勒姆Susquehanna核電站附近的TalenEnergy擁有的數(shù)據(jù)中心，利用附近的場地提供電力。

小型模塊化核反應(yīng)堆，例如由薩姆·奧特曼支持的初創(chuàng)企業(yè)Oklo開發(fā)的核反應(yīng)堆，也可以安裝在數(shù)據(jù)中心內(nèi)或附近并提供可持續(xù)電力。

報告指出，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商不僅必須考慮如何擴(kuò)展其業(yè)務(wù)模式，以適應(yīng)日益增加的計(jì)算強(qiáng)度和訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的需求，還必須考慮在何處建立新設(shè)施以及如何獲取豐富而廉價的電力。

小型模塊化核反應(yīng)堆，例如由薩姆·奧特曼支持的初創(chuàng)企業(yè)Oklo開發(fā)的核反應(yīng)堆，也可以安裝在數(shù)據(jù)中心內(nèi)或附近并提供可持續(xù)電力。

報告指出，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商不僅必須考慮如何擴(kuò)展其業(yè)務(wù)模式，以適應(yīng)日益增加的計(jì)算強(qiáng)度和訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的需求，還必須考慮在何處建立新設(shè)施以及如何獲取豐富而廉價的電力。

人工智能工作負(fù)載通常包括以下幾類：

數(shù)據(jù)處理和預(yù)處理：

數(shù)據(jù)收集：從各種來源收集數(shù)據(jù)，包括傳感器、數(shù)據(jù)庫、互聯(lián)網(wǎng)等。

數(shù)據(jù)清洗：處理缺失值、異常值、重復(fù)數(shù)據(jù)等。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合模型訓(xùn)練的格式，如歸一化、標(biāo)準(zhǔn)化等。

模型訓(xùn)練：

算法選擇：選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)算法。

超參數(shù)調(diào)優(yōu)：調(diào)整模型的超參數(shù)以優(yōu)化性能。

訓(xùn)練過程：利用大量數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練，這通常需要強(qiáng)大的計(jì)算能力和大量時間，特別是對于深度學(xué)習(xí)模型。

模型評估：

性能指標(biāo)：評估模型的性能指標(biāo)，如準(zhǔn)確率、精確率、召回率、F1分?jǐn)?shù)等。

驗(yàn)證和測試：在驗(yàn)證集和測試集上評估模型，以確保模型的泛化能力。

推理和部署：

實(shí)時推理：在生產(chǎn)環(huán)境中使用訓(xùn)練好的模型進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)處理和預(yù)測。

批處理推理：對一批數(shù)據(jù)進(jìn)行離線處理和預(yù)測。

模型優(yōu)化：優(yōu)化模型以提高推理效率和降低資源消耗。

持續(xù)學(xué)習(xí)和維護(hù)：

模型更新：隨著新數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，定期更新和重新訓(xùn)練模型。

監(jiān)控和維護(hù)：監(jiān)控模型在生產(chǎn)環(huán)境中的表現(xiàn)，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。

主要挑戰(zhàn)

計(jì)算資源需求：人工智能工作負(fù)載通常需要大量計(jì)算資源，特別是對于深度學(xué)習(xí)模型，這可能需要GPU或TPU等專用硬件。

數(shù)據(jù)管理：處理和管理大量的數(shù)據(jù)是一個巨大的挑戰(zhàn)，包括數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)隱私和數(shù)據(jù)安全等方面的問題。

模型復(fù)雜性：復(fù)雜的模型需要精細(xì)的調(diào)優(yōu)和優(yōu)化，這需要專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)。

應(yīng)用場景

人工智能工作負(fù)載在各個行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，包括但不限于：

自動駕駛：需要處理和分析來自車輛傳感器的大量數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時決策。

醫(yī)療診斷：利用AI模型對醫(yī)療影像和患者數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，輔助診斷疾病。

自然語言處理：處理和理解自然語言數(shù)據(jù)，如聊天機(jī)器人、語音識別、機(jī)器翻譯等。

金融服務(wù)：用于風(fēng)險評估、欺詐檢測和投資策略優(yōu)化等。

通過高效地管理和優(yōu)化AI工作負(fù)載，企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)可以更好地發(fā)揮AI技術(shù)的潛力，解決實(shí)際問題，推動技術(shù)進(jìn)步。

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