世界环境日｜AI升级，算力狂飙，地球能承受吗？

生成一张图片，需要多少电力(diànlì)？ 本文的封面图由DeepSeek与豆包联合生成，仅使用一条文字指令(zhǐlìng)和一次(yīcì)图像请求。手机电量几乎未变，但背后的实际(shíjì)能耗，足够让它从零充满一次。 从上游的芯片制造到下游的日常使用，人工智能发展的每个(měigè)环节都需要消耗大量生态资源(zīyuán)。 此外，一家半导体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(zàochéng)200万吨的碳排放(páifàng)，相当于30万辆重型卡车全年(quánnián)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(tàn)排放——为了让AI的大脑(dànǎo)变得更聪明(cōngmíng)，人类先付出了能(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消耗虽然发生在不同(bùtóng)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？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背后，是一座座体量(tǐliàng)庞大且(qiě)能耗惊人的数据中心在昼夜不停地(dì)运转。 AI背后的算力(suànlì)“心脏” AI不是凭空运行，从模型(móxíng)训练到推理应用，都需要数据中心强大的算力支撑(zhīchēng)。可以说，数据中心就是AI系统的“心脏(xīnzàng)”，支撑着其持续运作，因此也成为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。它们集中部署了成千上万块(kuài)高性能GPU（图形处理器），专(zhuān)为深度(shēndù)学习模型的训练而设计，是ChatGPT、Deepseek等生成式AI服务得以落地的算力(suànlì)底座。 随着(suízhe)技术的迭代，AI对算力的需求水涨船高，直接推动了(le)数据中心数量的增长。AI工具的快速进化，离不开高性能的计算基础设施(jīchǔshèshī)的支撑，推动着数据中心的全球扩张。 可以预见，数据中心(shùjùzhōngxīn)将在未来数年(shùnián)内保持高速扩张的态势。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(zhèchǎng)围绕算力的投资热潮仍(réng)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支出(zhīchū)了(le)人民币380元。以这样的价格来享受(xiǎngshòu)人工智能前沿技术，似乎也是一笔划算的投入。 然而，这笔交易的附加项中打包了大量的环境代价——一份正在不断(bùduàn)积累、总量庞大的“生态(shēngtài)账单”，至今既没有出现在产业成本的账面上，并将随着数据中心的持续扩张不断增长(zēngzhǎng)。 根据(gēnjù)国际能源署的(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（TWh）左右——这个数字，已经略高于日本目前一整年(zhěngnián)的总用电量。 除可量化的(de)(de)资源消耗和污染排放外，更隐蔽的还有(háiyǒu)：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……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(shuí)来结算、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层级的责任(zérèn)。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(guójì)组织可以制定标准，政府可以出台政策，但能源结构的选择与运行方式的调整，最终仍需(xū)由企业落地执行。 当前，碳排放(páifàng)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(néngyuán)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主要减排(jiǎnpái)措施。这类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(de)重点主要集中于减少(jiǎnshǎo)碳排放，生态账单上的其他栏目尚缺乏具体信息与解决方案。 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(huánjìng)报告》中重点对减碳路径进行了最详尽(xiángjìn)的披露。 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，44个电网区域中有10个达成90%以上(yǐshàng)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，这份优秀的成绩单背后暗藏着明显的断层趋势：加拿大(jiānádà)魁北克的数据中心凭借丰富水电实现100%零碳(língtàn)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(diàndǐ)；而在亚洲地区，表现最佳的韩国也仅(jǐn)达35%，远低于(dīyú)全球平均水平。 随着AI技术迭代(diédài)加速，训练新一代AI大模型的(de)能耗量级持续增长。支撑AI发展的全球数据中心集群(jíqún)，或许正在重塑一张新的环境治理“不平等地图”。 但谷歌(gǔgē)并不是这张“不平等地图”的唯一制作者(zhìzuòzhě)。在全球前五大云服务企业中，除阿里巴巴外，其余四家在他国布局的数据中心(shùjùzhōngxīn)数量普遍超过本土，呈现出明显的跨国企业全球布局倾向(qīngxiàng)。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(suǒzàidì)公布实时环境指标的厂商。 随着(suízhe)AI的(de)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却引起了广泛的反对声潮。 数据中心的快速扩张实际上属于“算力(suànlì)驱动型”的AI发展路径(lùjìng)。如今(rújīn)，一种新的技术趋势正在浮现——AI正朝着高性能、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(kěnéngxìng)。据DeepSeek披露，在不包含前期试错成本(chéngběn)的情况下，大模型DeepSeek-v3的训练成本大约在558 万美元(wànměiyuán)。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，数据中心所承担的计算压力和能耗均有望(yǒuwàng)减少。 此外，DeepSeek-v3采用了(le)“MoE（Mixture of Experts）”模型(móxíng)。每次用户提问，系统只激活(jīhuó)一小部分参数进行处理，而不是全员上阵。这样(zhèyàng)使得每次推理时实际被激活的参数只占总量(zǒngliàng)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(céngmiàn)积极回应数据中心扩张所带来(dàilái)的环境压力，推动其绿色转型，力图在技术发展(fāzhǎn)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(chéngwéi)衡量绿色治理成效的重要风向标。以2030年为目标(mùbiāo)，我国各地数据中心的PUE水平将持续优化，向“1”稳步靠近(kàojìn)。 在政策引导与技术进步(jìnbù)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的主线。 OpenAI首席(shǒuxí)执行官Sam Altman曾表示，AI的(de)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)又智能的良性循环？ 一些研究者对此持乐观态度，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）的分析预测(yùcè)，由于人工智能软件(ruǎnjiàn)和硬件能源使用(shǐyòng)效率(xiàolǜ)的提高，人工智能的碳足迹将很快达到稳定水平，然后开始减少。 但乐观之外，还有一盆冷水：“杰文斯悖论(bèilùn)”认为效率提高会带来使用激增，结果(jiéguǒ)反而更耗能。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(sùdù)快了，油耗(yóuhào)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，其总体能耗可能在无形中不断累积，超出原本“节能”的设想。 在这种不确定性(bùquèdìngxìng)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技术的底层设计或训练规模，但可以在使用中取舍——比如关注平台(píngtái)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(yīcì)点击(diǎnjī)背后都存在一次计算的事实。 所有改变(gǎibiàn)的前提，是(shì)先看见问题本身。当更(gèng)多人开始意识到这些(zhèxiē)“看不见”的能源消耗和环境代价，技术将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AI生态的未来方向。 作者丨杨智博、沈馨、田益铭、韩旻格(hánmíngé)、傅冰清 指导老师(zhǐdǎolǎoshī)｜崔迪、徐笛、周葆华 封面图｜DeepSeek、豆包共同(gòngtóng)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(yǔ)信息可视化》课程作品 复数实验室(shíyànshì) 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)