《纽约客》也曾宣布，估计 OpenAI 的 ChatGPT 每天要花费 50 多万千瓦时的电力，才能相应每天约 2 亿用户的要求。
这是美国家庭均匀逐日能源利用量的 1.7 万多倍。

彭博社刚刚撰写了一篇文章，称在环球许多地区，人工智能数据中央用电需求激增，当地现有电力举动步伐已无法知足其用电需求，「人工智能已对环球电力系统造成严重毁坏」。

以下是彭博社宣布的全文译文，由爱范儿整理翻译。

原文链接：https://www.bloomberg.com/graphics/2024-ai-data-centers-power-grids/ 原文作者：Josh Saul、Leonardo Nicoletti、Saritha Rai、Dina Bass、Ian King 和 Jennifer Duggan

与弗吉尼亚州北部的大部分地区一样，劳登县曾经以马场和美海内战遗址而有名。
但在过去的 15 年里，这个社区的许多野外和森林都被清理一空，用来建造构成我们数字生活支柱的数据中央。

现在，人工智能的兴起正在推动对更大数据中央的需求，从而进一步改变了这里的地貌，并对该地区的能源网造成了巨大压力。

今年春天一个晴朗的下午，最新的数据中央即将落成。
落成后，这座 20 万平方英尺的建筑未来所花费的能源，将相称于美国三万个家庭的日常用电量。

但首先，它须要得到足够的电力……

弗吉尼亚州的 Databank 数据中央。
图片来源：Black Ridge

数据中央供应商 DataBank 急迫须要能源供应，该公司拥有弗吉尼亚的这座数据中央。
一家未透露名称的「大型科技」客户租用了全体数据中央，并迫切地希望利用该数据中央为人工智能运用获取打算资源，以至于在 DataBank 操持为其供应电力之前，该客户就在大楼里安装好了做事器。

「这便是人工智能的问题所在。
他们须要大量的电力，而一旦你有了电力，他们就会急速想要」，管理 DataBank 部分举动步伐的詹姆斯-马特斯（James Mathes）说。
「现在，人工智能就像一张空缺支票。
」

根据对数据中央运营商、能源供应商和科技高管的采访，数据中央险些一夜之间激增的电力需求，已经在世界许多地方超过了现有的电力供应。
这种动态导致企业接入电网的等待韶光长达数年，并且对付生活在数据中央最密集市场的居民来说，人们也越来越担心停电和价格上涨。

苹果数据中央内部。
图片来源：苹果

硅谷不惜统统代价发展人工智能的做法导致电力需求急剧增加，这也威胁到全体国家的能源转型操持和代价数万亿的科技公司的清洁能源目标。
根据彭博社对最新数据的剖析，在一些国家，包括沙特阿拉伯、爱尔兰和马来西亚，它们操持建造的所有数据中央在满负荷运行时所需的能源，超过了现有的可再生能源供应。

根据官方估计，瑞典的数据中央电力需求到本十年末可能会翻一番，然后在 2040 年前再翻一番。
在英国，人工智能在未来十年的耗电量估量将增加 500%。
而在美国，数据中央的用电量占全部电力的比例，估量将从 2022 年的 3% 上升到 2030 年的 8%，高盛将其描述为「一代人前所未见的电力增长」。

环球已建成或处于不同培植阶段的数据中央已超过 7000 个，而 2015 年仅为 3600 个。

如果这些数据中央持续运行，每年总耗电量可达 508 太瓦时。
这比意大利或澳大利亚的整年的总发电量还要大。

到 2034 年，环球数据中央的能耗估量将达到 1580 太瓦时，与印度全国的能耗相称。

谷歌数据中央内部。
图片来源：谷歌

这些只是估算，目前的人工智能热潮将如何发展，仍存在很大的不愿定性。
数据中央开拓商对电力需求的预测与实际发电量之间也存在差异。

虽然科技公司很快就指出，纵然数据中央不断扩展，其能源利用量也只占环球能源利用量的不到 2%，但据高盛公司 4 月份的一份报告估计，到本十年末，这一数字可能会上升到 4%。
鉴于整体电力需求多年来险些持平，乃至在某些地区还不才降，因此任何一个百分点的增长都有着巨大影响。

美国 NextEra Energy 公司首席实行官约翰·凯彻姆（John Ketchum）表示，在未来二十年里，美国的电力需求估量将增长 40%，而在过去二十年里，美国的电力需求仅增长了 9%。
凯彻姆说，数据中央是需求激增的最大缘故原由，电气化和制造业也是其他成分。
当被问及为什么数据中央会溘然花费这么多电力时，他的回答很刀切斧砍：” 由于人工智能。
他提到了演习模型所需的能源，以及人工智能从未曾见过的数据中得出结论的推理过程。
「这是 10 到 15 倍的耗电量。
」

美国 NextEra Energy 公司的风力发电场。
图片来源：NextEra Energy

美国最大的云做事供应商亚马逊、微软和 Alphabet 旗下的谷歌都宣告了完备利用绿色能源运行其数据中央的目标 —— 亚马逊明年实现，谷歌和微软到 2030 年实现。
这三家公司都表示，他们正在研究减少用电量或更有效地平衡电网需求的技能方法。
这可能包括从芯片和做事器中压迫更高的效率，通过更好的办法支配设备以减少散热需求，以及根据能源（尤其是绿色能源）的可用性将负载转移到不同的区域。

但是，OpenAI 首席实行官萨姆-奥特曼（Sam Altman）等一些科技领袖表示，要适应这种新形势，就须要能源方面的打破 —— 很可能来自核能。
微软和亚马逊也在核能高下注，亚马逊最近在宾夕法尼亚州购买了一个核动力数据中央，并表示乐意购买更多。
目前，提高的道路仍不明朗。
微软最近承认，其推动的人工智能正在危及其长期坚持的到 2030 年实现负碳排放的目标。

「我们须要太瓦级的传统绿色能源，不管是风能还是太阳能，这须要环球范围内的努力」，谷歌环球数据中央能源主管阿曼达·彼得森·科里奥（Amanda Peterson Corio）说到，她评论辩论的范围不仅限于人工智能个需求。
一太瓦相称于大约 1000 座核电站的发电量。
「我们当然希望自己脱碳，但如果我们只是自己脱碳，而不是全体电网脱碳，那又有什么意义呢？」

苹果推出了一系列碳中和产品。
图片来源：苹果

在现今的数据中央里，你可能会创造成千上万的英伟达 H100 显卡 —— 天生式人工智能热潮的引擎 —— 每个显卡的功耗高达 700 瓦，险些是一台 60 英寸平板电视功耗的八倍。
为演习人工智能模型而建立的数据中央所需的电力乃至更多。
例如，微软就在一个用于开拓 OpenAI 技能的数据中央内，串联了恒河沙数的英伟达显卡。
这些显卡由网络和其他类型的芯片供应支持，再加上数据中央中用于散热设备，耗电量就更为弘大。

硅谷的传统不雅观点认为，所需的能源只会越来越多。
英伟达的最新显卡 B100 的耗电量险些是 H100 的两倍。
英伟达认为，企业将能够用更少的芯片做更多的事情，但英伟达加速打算部门主管伊恩·巴克（Ian Buck）承认，人工智能的支配很可能会增加。
他说：「人们喜好填满他们的数据中央。
」

英伟达 H100 显卡。
图片来源：英伟达

人工智能的发展也日月牙异，人们热衷于开拓更大的人工智能模型。
2020 年建造的微软超级打算机演习了 OpenAI 的 GPT-3 ，利用了 1 万个当时最新的人工智能芯片。
根据微软 Azure 首席技能官马克·鲁西诺维奇（Mark Russinovich）五月份的演讲，2023 年 11 月微软的超级打算机利用了 1.44 万个顶级的英伟达 H100 显卡，而正在设计中的下一个超级打算机将好比今强大 30 倍。

与此同时，英伟达公司首席实行官黄仁勋表示，许多国家将推动建立自己的「自主产权」人工智能系统，以保持竞争力并在本地处理数据。
环球人工智能争霸战很可能取决于哪些国家拥有足够的数据中央和电力来支持这项技能。
如果是这样的话，那么劳登县便是天下其他地区未来发展的一个缩影 —— 以及其他国家将面临的保持竞争力的寻衅。

天下数据中央之都

过去五年间，为劳登县供应做事的多米尼恩电力公司（Dominion Energy Inc.），也被称为「数据中央巷道」，连接了 94 个数据中央，统共花费约四吉瓦的电力。
现在，该公司正在处理数据中央园区的要求，这些数据中央的耗电量将达到数吉瓦，足以为数十万个家庭供电，个中两三个数据中央的耗电量加起来可能相称于 2019 年以来接入的所有举动步伐的耗电量总和。

需求的激增造成了积压。
数据中央开拓商现在须要等待更长的韶光才能将他们的项目接入电网。
多米尼恩电力公司总裁爱德华·贝恩（Edward Baine）在接管采访时说：「可能快则两年，慢则四年，这取决于须要培植的项目。
」

多米尼恩电力公司。
图片来源：FFXnow

多米尼恩电力公司正在努力培植根本举动步伐来支持这一操持。
新的输电线悬挂在巨大的金属塔上，沿着公路和小溪铺设，为这些高耸、没有窗户的数据中央供电。
该公司正在海岸附近新建一个大型风力发电场和许多太阳能发电场，但煤炭和天然气发电厂也可以保持更永劫光的在线运行。

2022 年底，多米尼恩电力公司向监管机构提交了一份此前未曾宣布的信函，哀求许可其培植新的变电站和输电线路，以知足「前所未有」的负荷增长。
在信中，多米尼恩电力公司表示在当年春季经历了 18 次负荷缓解警告。
当电网运营商奉告该公司可能须要减载时，就会发出这些警告。
「减载」是一个专业术语，指有掌握地中断向客户供电，个中可能包括轮流停电。
多米尼恩电力公司见告监管机构：「这远远超出了正常、安全的操作规程。
」

一处位于弗吉尼亚州阿什本的 DataBank 数据中央。
图片来源：彭博社

在努力知足电力需求方面，弗吉尼亚州并非孤军奋战。
英国数据中央运营商 Kao Data 的董事终年夜卫·布鲁姆（David Bloom）表示，在历来被视为数据中央枢纽的伦敦西部，新举动步伐必须等到 2030 年才能接入电网。
他说：「我们现在正被推向新的地点。
」同样，在可再生能源市场强劲的瑞典南部，并网需求如此之大，以至于企业可能须要等待数年。
德国 E.ON SE 电力公司 的瑞典南部地区经理彼得·哈马尔（Peter Hjalmar）说：「我们有一个行列步队，你须要拿到你的票。
」摩根士丹利（Morgan Stanley）最近的一份剖析报告显示，在美国各地，许多新的人工智能数据中央估量每个将花费 100 兆瓦的电力，这让剖析师不禁质疑：「如何及时为所有拟建立的数据中央项目供电？」据 NextEra 公司称，由于需求量如此之大，大型科技公司正在对可随时供电的数据中央园地进行竞标。

艾伦人工智能研究所（Allen Institute for AI）首席实行官阿里·法哈迪（Ali Farhadi）表示，估量数据中央的增长也可能会碰着输电线路运送电力的限定。
他说：「我不认为我们能在环球范围内运送那么多电力，更不用说发电了。
」

能源剖析师表示，随着韶光的推移，数据中央的效率会越来越高，但它们的规模也会越来越大。
根据市场情报公司 DC Byte 的数据，目前环球数据中央举动步伐的均匀面积为 412,000 平方英尺，比 2010 年增长了近五倍。

专家表示，数据中央需求的激增，加上多米尼恩等电力公司对新变电站、输电线路和其他根本举动步伐的大量投资，也增加了客户看到能源价格上涨的可能性。
一些升级改造的本钱常日会分配给全体地区的电力用户，在每个人的月度公用奇迹账单上显示为一个细列项目。

高盛公司估计，美国公用奇迹公司将不得不投资大约 500 亿美元，用于支持数据中央的新发电能力。
能源咨询公司伍德麦肯兹（Wood Mackenzie）的电力市场剖析师帕特里克·芬恩（Patrick Finn）说：「这将提高能源批发价格和零售价格。
」

多米尼恩电力公司的一位代表表示，包括电网改造在内的本钱将根据为每类客户供应做事的实际本钱，在从住宅到工业的每一类客户之间进行分配。
因此，近年来住宅客户的输电本钱份额有所低落，而数据中央的份额则有所上升。

电力传输线路。
图片来源：Unsplash

在另一个严重饱和的市场 —— 爱尔兰，也涌现了一些费率上调的早期迹象。
爱尔兰景象温和，吸引了微软、亚马逊和其他公司的浩瀚数据中央，估量到 2026 年，这些举动步伐将花费爱尔兰三分之一的能源，而 2022 年仅为 18%。

今年，爱尔兰的电力批发价格均匀比欧洲其他国家赶过三分之一。
康沃尔洞察公司（Cornwall Insight）的高等建模师萨拉·诺兰（Sarah Nolan）说，包括爱尔兰地理位置在内的其他成分也起到了一定浸染，但数据中央需求的不断增长也是缘故原由之一，而就在人工智能热潮掀起之前，爱尔兰还采纳了强有力的方法来限定数据中央的培植。

为了管理能源限定，爱尔兰国有电力运营商于 2022 年初在都柏林履行了一项停息令，并规定了将新数据中央接入电网的条件，包括优先考虑那些自己发电的数据中央。
卖力吸引外国直接投资的爱尔兰开拓协会（IDA Ireland）的技能、消费者和商业做事主管多纳尔·特拉弗斯（Donal Travers）表示，爱尔兰国有电力运营商制订了「全面」的电网培植操持。
但他表示，估量对新的大型电网连接限定「可能会持续到 2028 年旁边。
」

与此同时，其他地区也迫不及待地洞开了大门。

2024 年 3 月 20 日，弗吉尼亚州盖恩斯维尔正在培植中的新数据中央。
图片来源：彭博社

下一个弗吉尼亚

当兰古·萨尔加梅（Rangu Salgame）放眼马来西亚时，他看到下一个弗吉尼亚州「正在形成」。
柔佛州是马来西亚半岛最南真个一个州，制订了加快数据中央审批的政策。
最主要的是，这里间隔新加坡也很近，新加坡长期以来一贯是数据中央的枢纽，为了管理这个小岛上的能源增长，新加坡已停息新培植施数年。

新山市的郊区曾经是一个沉睡的渔村落，而现在则是大片的建筑工地。
微软和亚马逊正在该地区投资，萨尔盖姆的公司普林斯顿数字集团（PDG）也是如此。
在间隔新山市中央以南约 40 英里的赛德纳克科技园（Sedenak Tech Park），高耸的塔吊点缀着天空。
PDG 新的 150 兆瓦数据中央霸占了园区的一角，对面是其他供应商的类似举动步伐。

萨尔加梅说：「我们在 12 个月内就完成了从动土到投产的过程」，他估量两年内在柔佛拥有 300 兆瓦的产能。
「天下上并非所有地区都能以这样的速率和规模进行生产。
」

与马来西亚一样，得克萨斯州已成为美国增长最快的数据中央市场之一，这部分归功于其独立和放松牵制的电网缩短了等待韶光的承诺。
据 DC Byte 宣布，微软公司能源副总裁鲍比·霍利斯（Bobby Hollis）表示，德克萨斯州的数据中央可以在培植数据中央所需的一到两年韶光内并网。

霍利斯说，得克萨斯州有丰富的太阳能资源，在该州的锅柄平原区，拥有天下上最好的风能资源。
但酷热的景象和紧张的水源供应正匆匆使微软和谷歌考试测验使其数据中央的冷却设备分开对水的依赖。
然而，替代方法须要更多的能源，根据微软的数据，均匀大约须要多 5% 的能源。

虽然得克萨斯州的电力看起来很充足，但也有其局限性。
霍利斯说，太阳能电池板和其他清洁能源所需的设备开始涌现供应紧张。
德克萨斯州电力可靠性委员会（Electric Reliability Council of Texas）最近也警告说，它低估了微软大型数据中央园区所在的圣安东尼奥地区的需求，这有可能在未来造玉成州范围内的连锁停电。

德克萨斯州电力可靠性委员会。
图片来源：维基百科

在弗吉尼亚州，反对数据中央的呼声日益飞腾。
在威廉王子郡三月份的监督委员会会议上，沮丧的居民大声呼吁，反对一项许可在特定地皮上培植约两倍高的数据中央的分区变更。
一名女子见告官员们，数据中央正在把她宁静的社区变成一场「反乌托邦噩梦」。

一位名叫雷切尔·埃利斯（Rachel Ellis）的 48 岁家庭主妇远程发言说，这一改变意味着对已经紧张的电网提出更多哀求。
她说：「在不理解电力将从何而来的情形下，连续批准数据中央的培植是一种冒失的管理行为。
」

在听取了十几位反对改变分区的人的发言后，监督委员会进行了投票。
更大的数据中央得到了批准。

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