世界环境日｜AI升级，算力狂飙，地球能承受吗？

生成(shēngchéng)一张图片，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(yīcì)(yīcì)图像请求。手机电量几乎未变，但背后的实际能耗，足够让它(tā)从零充满一次。 从(cóng)上游的芯片制造到下游(xiàyóu)的日常使用，人工智能发展的每个环节都需要消耗大量生态资源。 此外，一家半导体(bàndǎotǐ)制造厂每小时的用电量足以让100个人用上一整年；一家芯片企业每年会造成200万吨的碳排放(páifàng)，相当于(xiāngdāngyú)30万辆重型卡车全年的排放量。 GPT-3的(de)诞生同样代价不菲：它单次(cì)训练耗电1287万度，产生552吨碳排放——为了让AI的大脑变得更聪明，人类先(xiān)付出了能(néng)让一辆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(zīyuán)消耗虽然发生在不同环节(huánjié)，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？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运转(yùnzhuàn)。 AI背后的算力(suànlì)“心脏” AI不是凭空运行，从模型训练到推理应用(yìngyòng)，都需要数据中心强大(qiángdà)的算力支撑。可以说，数据中心就是AI系统的“心脏”，支撑着其持续运作，因此也成为(chéngwéi)了能耗和污染最集中的环节。 在各类数据中心中，企业和互联网数据中心与AI的关系较为密切。它们集中部署了(le)成千上万块(kuài)高性能GPU（图形处理器），专为深度学习模型(móxíng)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(de)迭代，AI对算力的需求水涨船高(shuǐzhǎngchuángāo)，直接推动了数据中心数量的增长。AI工具的快速进化，离不开高性能(gāoxìngnéng)的计算基础设施的支撑，推动着数据中心的全球扩张。 可以预见，数据中心将在未来数年内(nèi)保持高速扩张的(de)态势(tàishì)。截至2024年，全球数据中心的资本支出据估计已高达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(jìxù)攀升。 这笔(zhèbǐ)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。以这样的价格来享受人工智能前沿技术，似乎也是一笔(yībǐ)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——一份正在不断积累、总量庞大的“生态账单(zhàngdān)”，至今既没有出现(chūxiàn)在产业成本的账面上，并将随着数据中心(shùjùzhōngxīn)的持续扩张不断增长。 根据国际能源署的最新(zuìxīn)预测，到2030年，全球数据中心的年耗电量预计将(jiāng)达到945太瓦时（TWh）左右——这个数字，已经略高于日本目前一整年的总用电量(yòngdiànliàng)。 除可量化的(de)资源消耗和污染排放外，更(gèng)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(shīqù)栖息地……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的“生态账单”，谁来(lái)结算、如何治理？ 在全球环境治理的(de)复杂体系中，多个主体各自承担着不同(bùtóng)层级的责任。企业作为(zuòwéi)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，碳排放控制成为多数企业环境治理(huánjìngzhìlǐ)策略的核心(héxīn)目标，其中在能源端的应对最为突出。大多数企业将可再生能源或清洁能源的使用作为(zuòwéi)主要减排措施。这类(lèi)路径在能源结构调整上相对可行，也易于量化评估。 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(shēngtài)账单上的其他栏目(lánmù)尚缺乏具体信息与解决方案。 即使是可持续实践的(de)领军企业，也会存在这一治理重心(zhòngxīn)的偏移。谷歌在其《2024环境报告》中重点对减碳路径进行了最详尽的披露。 其中，谷歌表示2023年其全球办公及数据中心(shùjùzhōngxīn)已实现(shíxiàn)每小时64%无碳能源使用率，44个电网区域中有10个达成90%以上清洁供电——这看似是(shì)一份不错的成绩单。 但从国家维度来看，这份优秀的(de)(de)成绩单背后暗藏着明显的断层趋势：加拿大魁北克的数据中心凭借丰富水电实现100%零碳运营(yùnyíng)，而沙特阿拉伯与卡塔尔的数据中心仍在完全依赖(yīlài)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大模型的能耗量级持续增长。支撑AI发展(fāzhǎn)的全球数据中心集群，或许正在(zhèngzài)重塑一张(yīzhāng)新的环境治理“不平等地图”。 但谷歌并不是这张“不平等地图”的(de)唯一制作者。在(zài)全球前五大云服务(fúwù)企业中，除阿里巴巴外，其余四家在他国布局(bùjú)的数据中心数量普遍超过本土，呈现出明显的跨国企业全球布局倾向。而(ér)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(fēisùfāzhǎn)，科技巨头企业仍将(jiāng)持续扩建数据中心以应对日益增长的数据存储和处理需求，在选址上集中(jízhōng)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却引起(yǐnqǐ)了广泛的反对声潮。 数据中心的快速扩张(kuòzhāng)实际上属于“算力驱动型”的AI发展路径。如今(rújīn)，一种新的技术趋势正在浮现(fúxiàn)——AI正朝着高性能、低功耗方向演进。 中国团队(tuánduì)推出的(de)(de)开源大模型DeepSeek正展现着(zhe)这种可能性。据DeepSeek披露，在不包含前期试错成本的情况下，大模型DeepSeek-v3的训练成本大约(dàyuē)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。这不仅代表着经济层面的高性价比，也意味着在同等的AI产出下，数据中心所承担(chéngdān)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(xìtǒng)只(zhǐ)激活一小部分参数(cānshù)进行处理，而不是全员上阵(shàngzhèn)。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，也降低了模型运行时对数据中心资源的消耗。 与此同时，中国也正从政策层面积极回应(huíyìng)数据中心扩张(kuòzhāng)所带来的环境压力，推动其绿色转型，力图在(zài)技术发展与环境可持续之间寻求平衡。 目前，电能利用效率（PUE）已经成为衡量绿色治理成效的(de)重要风向标。以2030年为目标，我国各地数据中心的PUE水平(shuǐpíng)将持续优化，向“1”稳步(wěnbù)靠近。 在政策引导与技术进步的共同作用下，绿色转型正在成为(chéngwéi)中国数据中心行业发展(fāzhǎn)的主线。 OpenAI首席执行官Sam Altman曾表示，AI的成本正在(zhèngzài)以每年降低10倍的速度演进，这一现象被称为“AI规模定律”（scaling law）。未来，AI的硬件更高效、算法更聪明，是否能够真正实现低耗(dīhào)又(yòu)智能(zhìnéng)的良性循环？ 一些研究者(yánjiūzhě)对此持乐观态度，加州大学伯克利分校名誉教授、谷歌研究员戴夫·帕特森（Dave Patterson）的(de)分析预测(yùcè)，由于人工智能软件和硬件能源使用效率的提高，人工智能的碳足迹将很快达到稳定水平，然后(ránhòu)开始减少。 但乐观之外，还有一盆冷水：“杰文斯悖论”认为(rènwéi)效率提高(tígāo)会带来使用激增，结果反而更耗能。华为创始人任正非曾(céng)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(jiǎnshǎo)。但更多的车辆能上路，整体(zhěngtǐ)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，其总体能耗可能在(zài)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(gèrényònghù)的选择不应被忽视。虽然(suīrán)用户无法直接(zhíjiē)决定一项AI技术的底层设计或(huò)训练规模，但可以在使用中取舍——比如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存在一次计算的事实。 所有改变(gǎibiàn)的前提，是先(xiān)看见问题本身。当更多人开始意识到这些“看不见”的能源消耗和环境代价，技术将(jiāng)向着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(sùzào)AI生态的未来方向。 作者(zuòzhě)丨杨智博、沈馨、田益铭、韩旻格、傅冰清 指导老师｜崔迪、徐笛、周葆华(zhōubǎohuá) 封面图｜DeepSeek、豆包(dòubāo)共同绘制 动图内嵌(nèiqiàn)视频 | 即梦生成 本文为复旦大学新闻学院《数据分析与信息可视化(kěshìhuà)》课程作品 复数实验室(shíyànshì) X 对齐Lab (本文来自澎湃(pēngpài)新闻，更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)