AI浪潮下，資料中心的電力需求

人工智慧時代掀起重大的革命浪潮，各行各業皆受影響。科技業都在搶建大型 AI 資料中心，卻讓原已吃緊的電力面臨更大的危機。

電力供應將是AI發展主要隱憂 

6月，輝達(Nvidia)執行長黃仁勳在台大演講時指出，新的運算時代正在開始，一席「未來所有PC都會是AI」震撼全場；但隨著人工智慧變得更加主流，資料中心對於儲存資訊將變得越來越重要。相關產業快速擴張，缺電隱憂逐漸浮出檯面。

資料中心推動人工智慧繁榮所需的巨大運算能力。當我們在 ChatGPT（或其他大型語言模型）中輸入提示時，請求將在很遠很遠的資料中心進行處理，而產生該回應需要電力。如此複雜的運算能力就是人工智慧更多的電力能源的關鍵。

AI的運算過程，是最耗能的環節之一。此外，人工智慧軟體當中的半導體晶片運作溫度比前代產品高得多，需要液體冷卻，這個冷卻系統也會耗費電力。更高的雲端伺服器需求已經導致美國資料中心集中的州商業電力需求上升。以目前資料中心用電而言，運算和冷卻各占40%，其餘20%為相關IT設備的使用。

科技巨頭紛紛警告「新的能源危機即將到來」，特斯拉執行長馬斯克、Meta執行長祖克柏都直指電力供應恐阻礙AI發展。Arm 執行長也提出警告，預計到 2030 年，人工智慧資料中心對美國電網的使用率將達到 25%。愛爾蘭到 2026 年甚至可能會看到其1/3的電力用於資料中心。

處理ChatGPT查詢電量是Google搜尋10 倍 

目前ChatGPT月活躍用戶約達兩億人，根據國際能源總署的數據，一次 ChatGPT 查詢需要 2.9 瓦時的電力，而谷歌搜尋則需要 0.3 瓦時的電力。平均而言，每次依據用戶指令生成回應所需的電力，幾乎是一次傳統Google搜尋的十倍。

生成影像又比生成文字更加消耗電力。人工智慧開源平台Hugging Face與卡內基美隆大學（CMU）研究人員發現，生成一張圖片，可能等同於為智慧手機充電522次。

高盛研究公司估計，2023 年至 2030 年間，人工智慧導致的資料中心功耗每年整體成長約 200 太瓦時。估計，到 2030 年，資料中心的電力需求將增加 160%。

2023年底，全球約有1萬1000座資料中心 

2023年底，全球約有1萬1000座資料中心，約占據全球耗電量的1～2％。而國際能源總署（IEA）估計，到了2026年，資料中心的用電需求可能倍增，總耗電量超越1000太瓦時（TWh），約與全日本需電量相當。 在美國和歐洲，需求的增加將有助於推動一代人以來從未見過的電力成長。

IEA報告顯示，2022年全球資料中心、虛擬貨幣、AI相關需求共耗4600億度電，占全球總電力需求2%，到2026年估將增至6200億至1兆500億度。

此外，IEA也警示，Google、微軟在2023全年各消耗約24TWh電力，已超過100多個國家的用電量，包括冰島、迦納和突尼西亞等國。 

資料來源:Statista (截至2024年3月)遠見整理

歐洲需要 1兆美元為人工智慧做好電網準備 

依據高盛研究，歐洲擁有世界上最古老的電網，因此保持新資料中心的電氣化需要更多投資。預計未來十年輸電和配電支出將接近 8,000 億歐元（8,610 億美元），太陽能、陸上風能和離岸風能投資將接近 8,500 億歐元。 

高盛研究公司表示，展望未來，在 2023 年至 2033 年間，由於資料中心的擴張和電氣化的加速，歐洲的電力需求可能會成長 40%，甚至 50%。目前，全球約15%的資料中心位於歐洲。到 2030 年，這些資料中心的電力需求將與葡萄牙、希臘和荷蘭目前的總消耗量相符。

(圖片來源: Goldman Sachs高盛)

2026 年，人工智慧可能會刺激電力需求成長十倍 

摩根大通分析師在最近的研究中也表示，在全球範圍內，美國、韓國、印度和歐洲的電網和電力設備庫存較年初的水準上漲了 140%。部分原因是新訂單持續增加，因為人工智慧和資料中心的不斷發展加劇了對強勁電力消耗的預期。

摩根大通估計，到 2026 年，人工智慧可能會刺激電力需求成長十倍，這意味著對可靠的電網及其運作設備的迫切需求。新技術不僅需要更多的資料中心，生成式人工智慧將其電力需求提高到當今標準的三倍。

(資料來源: Goldman Sachs高盛、CNN、Business Insider、科技新報、聯合報、遠見雜誌)