作者：Arm 可持續(xù)發(fā)展主管 Maureen McDonagh

隨著人工智能 (AI) 持續(xù)為行業(yè)和社會帶來變革，如何平衡其快速增長與環(huán)境責任的緊迫性已成為關鍵考量。誠然 AI 會致使巨大的能源需求，但它也可以成為應對更廣泛的可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)的工具。因此，為了善用 AI 的潛力，并減輕其潛在缺點的影響，行業(yè)必須在開發(fā)、部署和使用中采用可持續(xù)的實踐方式，同時探索有效利用 AI 的方法，以減輕對整個社會的環(huán)境影響。

AI 的能源需求和環(huán)境成本

AI 的發(fā)展助長了能源需求的激增，尤其是在處理 AI 訓練和推理的數(shù)據(jù)中心中。根據(jù)德勤的報告指出，到 2030 年，全球數(shù)據(jù)中心的電力消耗量預計將再增加兩倍，其中 AI 是該增長的主要原因。

訓練大型模型涉及大量的算力。同時，據(jù)估計，推理（將這些模型應用于新數(shù)據(jù)）的能源密集度是傳統(tǒng)計算查詢的十倍。

能源需求的增加不僅會提高成本，而且還加大了溫室氣體 (GHG) 排放，這可能會加劇氣候變化的影響。如果不采取有效措施，AI 帶來的能源消耗可能會使世界進一步偏離氣候目標，預測顯示全球氣溫將上升 2°C 以上。

然而，這不僅適用于碳排放。新的模型顯示，如果沒有有效的減少廢物策略，到 2030 年，生成式 AI 可能會導致電子垃圾增加 1,000 倍。事實上，這項研究表明，如果不采取減少措施，到 2030 年，電子垃圾每年可能會增加多達 250 萬噸。

更環(huán)保的 AI 技術棧

為了顯著減少 AI 對環(huán)境的影響，行業(yè)必須將可持續(xù)性嵌入 AI 系統(tǒng)的每一層（從硬件到軟件），同時支持更廣泛的能源轉型。

效率可以整合到技術堆棧的所有級別（包括從基礎硬件到軟件），涵蓋以下領域：

可針對 AI 和能效進行優(yōu)化的 CPU 和 GPU 設計；

創(chuàng)新的芯片設計，利用 3D 芯片架構和內存層次結構，以大幅減少數(shù)據(jù)傳輸和能耗；

探索創(chuàng)新材料以取代對環(huán)境影響較大的材料；

邊緣計算的創(chuàng)新實現(xiàn)了高性能、高能效的 AI 解決方案；

專注于高效的軟件設計，包括利用軟件碳強度等概念來確保從設計伊始就考慮到可持續(xù)性。

除了堆棧之外，還有許多舉措可以支持更可持續(xù)發(fā)展的 AI 技術。

首先，將 AI 推理工作負載的處理轉移到邊緣側設備，能夠顯著降低與向云端傳輸數(shù)據(jù)相關的能源成本。在更靠近數(shù)據(jù)源的地方（例如在本地設備或服務器上）處理 AI 工作負載，還可以減少延遲和能量傳輸損失。這對于網絡連接受限的區(qū)域尤其相關，因為邊緣 AI 處理能夠實現(xiàn)對環(huán)境影響較小的本地 AI 應用。為了簡化邊緣 AI 處理，可以應用模型壓縮和修剪等技術，在不犧牲性能的情況下減少計算負載。

其次，有一些方法可以優(yōu)化 AI 訓練工作負載以限制其對環(huán)境的影響。例如，可以將 AI 訓練安排在電網需求較低的時段進行，以穩(wěn)定能源使用，或者可以將 AI 工作負載轉移到可再生能源豐富的地區(qū)和時段。

最后，可以實施各種綠色編碼實踐，編寫經過優(yōu)化、資源高效的代碼可以減少計算需求。

AI 助力可持續(xù)發(fā)展

AI 本身是可持續(xù)實踐的強大賦能者，為能源優(yōu)化、氣候適應和減排提供解決方案，這在更廣泛的凈零轉型中尤為重要。

AI 改進了對太陽能和風能等可再生能源的預測，從而優(yōu)化了電網運營，并提高了儲能性能。它還通過預測峰值需求和減少能源損失，達成電網效率的實現(xiàn)。

對于氣候變化，AI 可以改進氣候建模。AI 驅動的工具已經為自然災害提供早期預警系統(tǒng)，例如聯(lián)合國兒童基金會在馬拉維的基于 Arm 技術的 AI 洪水建模軟件。這印證了 AI 用于減輕氣候風險的能力，有助于挽救生命和縮短災后恢復時間。

最后，AI 驅動的創(chuàng)新可以通過優(yōu)化供應鏈和加強運輸系統(tǒng)來減少關鍵部門的浪費和排放。

針對可持續(xù)發(fā)展 AI 的領導力、政策和合作伙伴關系

可持續(xù)發(fā)展的 AI 未來需要政府、行業(yè)和學術界的協(xié)調努力，例如：Arm 等企業(yè)與聯(lián)合國機構和其他相關方合作，正在推動以氣候為重點的 AI 解決方案舉措。在標準化方面，包括 AWS、Microsoft 和 Google 在內的全球大型技術公司都在倡導環(huán)境產品聲明，以評估和減少數(shù)據(jù)中心基礎設施中的隱含排放。

行業(yè)現(xiàn)在需如何行動

AI 行業(yè)擁有獨特的機會和責任，需要以身作則。通過優(yōu)先考慮可持續(xù)性，來印證技術創(chuàng)新和環(huán)境管理并不是相互排斥的，例如：

投資可再生能源為 AI 運營提供動力；

在高能效硬件和軟件方面進行創(chuàng)新；

倡導符合全球氣候目標的綠色 AI 實踐。

這種方法將確保負責任地利用 AI 的變革潛力，從而推動造福人類和地球的進步。通過大膽的承諾和協(xié)作行動，行業(yè)可以定義一個未來，讓 AI 加速解決當今挑戰(zhàn)。