ChatGPT一天“吃”50万度电美国企业各显神通上演电力“抢夺战”

毫无(wú)疑问，人(rén)工智能(néng)（AI）的浪潮正在以(yǐ)前所未(wèi)有的速度席卷全球，成为推动科技进步(bù)和经济增长的新引擎。然而，在这场技术革(gé)命的背后，一个(gè)被忽视的挑战正悄然(rán)逼近——紧张的电力供(gōng)应。

“明年将没(méi)有足够的电力来运行所有的芯片。”埃隆·马斯克的预言不仅是对未(wèi)来的警示，更是对(duì)当前电力需求激增的深刻洞察。《纽约客》杂志报道指出，OpenAI的ChatGPT每天消耗的电力（超过50万度(dù)电）相当于1.7万个美国家庭的用电(diàn)量。这一数(shù)字令人(rén)震惊，更(gèng)揭示了AI对电(diàn)力的巨大需求。

而在其(qí)最新研报中，美银美林描绘(huì)了一幅更加紧迫的图景：美国的AI电力使用量预计将在2023年至2028年间以25%~33%的年复合增长率增(zēng)长。芯片(piàn)设计公司Arm首席执行官更是直言，到(dào)2030年(nián)AI可能会用掉美国(guó)四分之一的电力。

面对这一(yī)挑战，美国的电力系统正(zhèng)遭受前所未(wèi)有的压力。公共电网(wǎng)系统(tǒng)的改造迫在眉睫，却因(yīn)种种(zhǒng)障碍而(ér)进展缓慢。企业为(wèi)了争夺有限(xiàn)的(de)电(diàn)网接入权限，已经(jīng)将竞争延伸到了科技产业并不发达的(de)地区，如俄亥俄州、爱荷华州等地。

在这样的背(bèi)景下，探索新的(de)电力供(gōng)应(yīng)方案变得至关(guān)重要。核聚变、燃(rán)料(liào)电池和(hé)地热能等清洁能源技术(shù)，正在被(bèi)企业视为未来电(diàn)力(lì)供应的潜在保障。

美国电力系统承(chéng)压

“我(wǒ)认为，明(míng)年将没有足(zú)够(gòu)的电力(lì)来运行所有的芯(xīn)片。”在(zài)今(jīn)年3月的一场活动中，马斯克如此预言AI热潮背后的电力(lì)短(duǎn)缺风(fēng)险。

AI大模型的训练和推理需要巨大的电力供应。据《纽约客》杂志报道(dào)，OpenAI的ChatGPT每天要响应(yīng)大约2亿个(gè)请求，消耗的电力超(chāo)过50万度，相当于1.7万个美国家(jiā)庭的用电量(liàng)。“算力的尽头是电力”，这虽然是句玩(wán)笑话，但却有其深刻之处。

作为AI产业发展的领头羊，美国(guó)已经感受到(dào)了AI需求对电网的挤压。技术(shù)创业者、前谷歌工程师凯尔·科比(bǐ)特（Kyle Corbitt）近日在社交媒体上透露，训练GPT-6的微软(ruǎn)工程师们正忙着(zhe)把分布在不同地区的GPU连接起来，这是一件很困难的(de)事情，但他们别无选择，因为如(rú)果把(bǎ)10万块(kuài)英伟达H100芯片(piàn)集中放在一个区域，会导致电(diàn)网崩溃。

当前(qián)，美国(guó)各大科技巨头都在积极部署AI，在全国各地部署数据中心等(děng)基础设施，电网的接(jiē)入权限成为了(le)重要的竞争资源。据《华盛(shèng)顿邮报》报道，传(chuán)统上(shàng)与计算产业毫无关联的地区，如俄亥俄州的哥伦布市、爱荷华州的阿尔图纳市和印第安纳州的韦恩堡市都成为了数(shù)据中心开发商争夺土地(dì)和电网(wǎnChatGPT一天“吃”50万度电美国企业各显神通上演电力“抢夺战”g)接入权限的地方。

“现在(zài)所(suǒ)有(yǒu)人都(dōu)在追逐(zhú)电力，他们愿意去(qù)任何地方。”房地产服务公(gōng)司仲量联(lián)行数据中心市场董事总经理Andy Cvengros对《华盛顿邮报》表示。据Cvengros的说法，电力公司普遍表示，面对突然涌入的电力需求，他们(men)需要评估(gū)自身的(de)系统承(chéng)载能力(lì)后(hòu)才(cái)知道能否应对。

最近，数据中心开发商(shāng)Michael Halaburda 和 Arman Khalili正忙着将波特兰地区一家(jiā)废弃的瓷(cí)砖工厂(chǎng)改造成数据中心。就在(zài)几个月前，他们(men)还认为电力(lì)不是问题，然而最近电力公司却提醒他们，需要进行“线(xiàn)路(lù)和负载研究”，以评估是否能为这个数据中心项目提(tí)供60兆(zhào)瓦的电力，这(zhè)大约是4.5万户美国家(jiā)庭的用电量。

据国际能源署的(de)数据，2022年美国共有约2700个数据中心，电力消耗占(zhàn)全(quán)国(guó)总量的4%左右，到2026年，这一比例将达到6%。

随着AI对芯片的需(xū)求越来越(yuè)大，以及更高性能(néng)的芯片群所需要的冷却需求(qiú)，AI产业的电力需求(qiú)将只(zhǐ)增不减。芯片设计公(gōng)司Arm的首(shǒu)席执行官Rene Haas近日忧心忡(chōng)忡地表示，如果不提高芯(xīn)片的效率，到2030年AI数据中心的(de)耗电量可能高达美国(guó)电力需求(qiú)的20%到25%。

美银美林(lín)在研报(bào)中指出，AI数据中心扩张还只(zhǐ)是美国电力需求增长的因素之(zhī)一，其他推动(dòng)因素还(ChatGPT一天“吃”50万度电美国企业各显神通上演电力“抢夺战”hái)包括工业增长、电(diàn)动汽车的普及以(yǐ)及建筑电气化(huà)。

美银美林预测，2023年至2030年，美国电力需求将以2.8%的年(nián)复合(hé)增长率增长，其中，AI的电力使用量将在(zài)2023年至2028年间以25%到33%的年复合增长率增长，这无疑将给数据中心的设计(jì)和运营带来挑战。

企(qǐ)业各显神通“抢电”

在巨大(dà)的电力需求前景下，美国(guó)的电力基础设施亟需扩容(róng)和升级(jí)，以应对AI训练等事件带来的电力集中需求。美国的电网基础设施多建成于上(shàng)世纪60至70年代，且多数输电线路和变(biàn)压器运行超过(guò)25年，容(róng)易因极端天气影响而断电，2021年寒潮导致的得克萨斯州大(dà)停电便(biàn)是证明。

在此(cǐ)背景下，美国联邦能源监管委员会（FERC）将于5月13日召开特别(bié)会议，讨论电力输送问题。据悉，会议将制定计划，加速远距离输电(diàn)线项目(mù)的开(kāi)发和清洁能源项目接入电网的事宜。

实际上，缓解电(diàn)力瓶颈是拜登政府的优先事(shì)项之一，但是建设(shè)全国电网涉及(jí)跨州问题，联邦政府权力(lì)有限，此外这(zhè)还涉及(jí)到大量的土地(dì)购买、环境评估和各州之间有(yǒu)关成本的讨价还价，终究是一个漫长(zhǎng)和(hé)繁杂的过程。数据显示，在2013年，美国每年还能建造4000ChatGPT一天“吃”50万度电美国企业各显神通上演电力“抢夺战”英(yīng)里(lǐ)的输电线，而如今这一数字连1000英里都达不到。

在公共(gòng)电网短期内(nèi)无法显著改善这一(yī)现实面前，企业界开始自己寻(xún)找解决办法，保障自家电(diàn)力供应。

购(gòu)买核能就是主要方向之一。2024年(nián)3月(yuè)，亚马逊网络服务公司（AWS）签署了一项协(xié)议，将在宾夕法尼(ní)亚州的一个核电站旁购买一个数据(jù)中心，并有可能从该厂获得高达960兆瓦的专用电力。

此外，建立小(xiǎo)型核反应堆(duī)来专门供电也是一条思路(lù)。

微软2023年开出招(zhāo)聘启(qǐ)事，希(xī)望寻找(zhǎo)一名核技术专(zhuān)家，负(fù)责评估(gū)和整合小型模块化核反应堆和微反应堆(duī)，为支持微软云和人(rén)工智能的数据中心(xīn)提供(gōng)动力(lì)。而且(qiě)，微(wēi)软还(hái)在核聚变(biàn)领域布局，2023年5月便(biàn)与核聚变初创公司(sī)Helion签署了一项电力购买协议，计划(huà)于2028年从Helion购买电(diàn)力。值得一提的是，OpenAI CEO萨姆·阿尔特曼正是这家初创公司的早期重(zhòng)要投资者。

不过，目前，美国还没有一个小型模块化核反应堆，部分原因是(shì)联邦机构核管(guǎn)理委员会漫长的(de)独立监管程序。同时，利用(yòng)核聚变发电仍是一个尚未实现的(de)科学目标。

前述数(shù)据中心开发商Michael Halaburda 和 Arman Khalili则转向了燃料电池和地热等较为成熟的技(jì)术。他(tā)们在波特(tè)兰(lán)市的数据中心项目将主(zhǔ)要(yào)由以天然气为燃(rán)料的(de)燃料(liào)电池供电，电网的电力(lì)只起(qǐ)到补充(chōng)作用。在(zài)得克萨斯州南部的另外(wài)一个新项目中，他们甚至选择(zé)不(bù)接入电网，而是直接挖掘数百(bǎi)米，以地热发(fā)电为数据(jù)中心供电。

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