人们通常认为我们吃下去的粮食是用来干活的，但其实思考的能耗才是最高的，比如仅占体重2%的大脑消耗了人体20%的能量。同理，人工智能也是很耗能的，虽然今天的人工智能仍处于初级阶段，但其能耗已经不容忽视了。如果未来科学家们真的开发出类似人脑的超级通用人工智能，我们有能力为其供电吗？地球的环境承受得了吗？
因为ChatGPT的横空出世，2023年被称为人工智能（AI）元年。这款由美国人工智能公司OpenAI开发的通用聊天机器人于2022年11月30日正式上线，仅用两个月的时间就吸引了超过一亿的活跃用户，创下消费级网络应用程序扩张速度的世界纪录。
ChatGPT的成功迅速引来了一批跟风者，比如微软（Microsoft）很快将GPT-4引入新版必应（Bing）搜索，还推出了基于GPT-4的办公软件人工智能助手Microsoft
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Copilot。谷歌（Google）则推出了基于自己开发的大语言模型（LLM）的搜索引擎Bard，并很快升级为一款全新的生成式人工智能聊天机器人Gemini。百度不甘示弱，于2023年3月16日发布了自己的大语言模型文心一言，揭开了人工智能国产化的序幕。阿里和科大讯飞等国内公司也立刻跟进，纷纷推出了自己的人工智能应用。用户们不但可以和人工智能对话，还能让人工智能帮助自己查询各类信息、翻译外文资料、设计旅游行程，甚至帮自己写论文或者写代码。
进入2024年之后，这股人工智能热潮不但火势未减，反而越烧越旺。先是基于DALL·E
3技术的视频生成应用Sora于2月15日上线，其令人惊叹的视觉效果迅速火遍全球，让很多视频工作者哀叹自己即将失业。两个星期之后，Suno
AI的V3版本上线，用户可以通过提示词免费创作两分钟的歌曲或者音乐，其质量同样让人惊叹，这回轮到音乐工作者担心自己的职业前途了。
事实上，人工智能超强的领域扩展能力和水平提升速度让几乎所有行业的人都产生了不同程度的紧迫感，仿佛这是一头随时可以变身或者膨胀的怪兽。但是，也有一些人相信人工智能对于电力的需求将会限制它的发展速度，其中就包括阿姆斯特丹自由大学（Vrije
University Amsterdam）的互联网能源与经济研究者阿莱克斯·德弗里斯（Alex de
Vries）。他在2023年10月18日出版的《焦耳》（Joule）杂志上撰写了一篇文章，讨论了人工智能潜在的能源紧缺问题。
这里所说的能源不是使用端个人设备的耗电，而是人工智能模型的训练和使用耗能。其中训练大模型是一项相当复杂的任务，输入的数据量和分析这些数据所需的算力都是天文数字。公开数据显示，光是GPT-3的训练过程就消耗了1287MWh（兆瓦时，1兆瓦时相当于1000度电）的电能，大约相当于1000户普通中国家庭一年的耗电量。
这个耗电量不算少，尤其要考虑到这只是一款软件在准备过程中的能耗，真可谓是前无古人了。但人工智能的高能耗绝不仅仅体现在前期训练上，其后续的使用过程才是最耗电的。
众所周知，每当我们在电脑上输入一个新网址，或者在手机上点开一个新视频时，我们手里的终端设备都要和某个数据中心（data
center）的服务器发生信息交换。数据中心还会根据任务的不同对输入数据进行或繁或简的计算，这些过程都是需要消耗能量的。根据德弗里斯那篇文章所提供的数据，全球搜索引擎排名第一的谷歌每搜索一次的平均能耗约为0.3Wh（瓦时），看似很低，但考虑到谷歌每天平均需要处理90亿次搜索请求，累积起来就是个很大的数字了。
如果未来谷歌用Gemini代替谷歌搜索，即把所有的搜索请求全都用大语言模型来处理一遍的话，其能耗将会成倍增长。谷歌母公司“字母表”（Alphabet）的董事长约翰·亨尼斯（John
Hennessy）在2023年初接受媒体采访时承认，如果未来谷歌搜索全盘人工智能化的话，平均每次搜索的能耗将至少提高到原来的10倍，即每次搜索耗电3Wh。这样算下来，未来谷歌的人工智能搜索引擎每天的能耗将达到27GWh（吉瓦时，1吉瓦时相当于100万度电），即2700万度电；每年的总能耗将达到9.855TWh（太瓦时，1太瓦时相当于10亿度电），即98.55亿度电。
同理，这家机构估计如果谷歌搜索全盘人工智能化的话，将需要512821个英伟达HGX
A-100服务器。如果按照每个服务器的额定功率为6.5kW来计算的话，光是这些服务器每天就将消耗80GWh的电力，相当于每年耗电29.2TWh。另一家独立研究机构New
Street
Research的估算结果稍低，认为谷歌的人工智能改造将需要40万个英伟达服务器，每天耗能62.4GWh，每年耗电22.8TWh。这两个估算结果要比前文从需求侧给出的计算结果高一些，但属于同一个数量级。
考虑到谷歌公司2021年全年的能耗仅为18.3TWh，当年人工智能部门的能耗仅为10%～15%这一事实，未来谷歌如果全盘人工智能化的话，其总体能耗将会是一个令人震惊的数字。根据德弗里斯文章中的估算，仅仅谷歌的人工智能部门几年后的年耗电量就有可能和爱尔兰全国的电力消耗量（29.3TWh）相当。要知道，三峡水电站全年的发电量大约为100TWh。换句话说，仅仅谷歌一家公司的人工智能部门就有可能在不远的将来消耗掉三峡水电站三分之一的电力。
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