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關(guān)于人工智能正在改變我們的生活、工作和學(xué)習(xí)方式，人們已經(jīng)寫了很多文章。它也可能改變我們周圍的自然景觀。

這是因?yàn)槿斯ぶ悄軐⒋碳ば聰?shù)據(jù)中心的建設(shè)，這些大型倉庫式設(shè)施充滿了構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)骨干的服務(wù)器。

對人工智能和數(shù)據(jù)中心容量的需求已經(jīng)很明顯，由于人工智能的使用，現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的價(jià)格正在上漲。根據(jù)Data Bridge Market Research研究，到2029年，人工智能基礎(chǔ)設(shè)施市場預(yù)計(jì)將達(dá)到4220億美元（https://www.databridgemarketresearch.com/reports/global-ai-infrastructure-market），復(fù)合年增長率為44%。

2024年IEEE主席Tom Coughlin表示：“人工智能將刺激更多的數(shù)據(jù)中心使用、現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)展和新數(shù)據(jù)中心的創(chuàng)建。”

什么是數(shù)據(jù)中心？

一個(gè)典型的數(shù)據(jù)中心約為100000平方英尺，比81000平方英尺的足球場略大，比略小于兩個(gè)足球場，總共約114000平方英尺。最大的有200多萬平方英尺。在這里面充滿了一排又一排的服務(wù)器。公司租用計(jì)算時(shí)間和數(shù)據(jù)存儲來運(yùn)行其IT運(yùn)營、電子商務(wù)網(wǎng)站等。每次您在喜愛的流媒體服務(wù)上選擇電影時(shí)，該電影都會從數(shù)據(jù)中心進(jìn)行流媒體播放。

人工智能的高能耗特性推動數(shù)據(jù)中心采用新技術(shù)，如液體冷卻，以提高效率和減少環(huán)境影響。然后是能源。數(shù)據(jù)中心每平方英尺的能耗是同類辦公樓的10到50倍（https://www.energy.gov/eere/buildings/data-centers-and-servers）。

這使人們高度關(guān)注設(shè)施使用的電力來源及其碳足跡。太陽能和風(fēng)能經(jīng)常使用，這意味著除了大型倉庫外，可再生能源設(shè)施往往建在附近。

事實(shí)上，數(shù)據(jù)中心建設(shè)的步伐和相關(guān)的能源需求推動了附近新太陽能發(fā)電場的建設(shè)，在一些地區(qū)形成了太陽能熱點(diǎn)（https://www.reuters.com/business/energy/rush-data-centers-creates-us-solar-hotspots-2024-02-22/）。

由于其龐大的物理足跡、能源需求和水消耗，數(shù)據(jù)中心因擔(dān)心其不可持續(xù)而遭到一些反對。這些設(shè)施的運(yùn)營商面臨著提高其可持續(xù)性的巨大壓力。

數(shù)據(jù)中心位于何處？

數(shù)據(jù)中心的選址需考慮多種因素。

世界上最大的數(shù)據(jù)中心集群位于美國弗吉尼亞州北部，起源于20世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)早期互聯(lián)網(wǎng)的幾家巨頭都位于那里并建立了光纖網(wǎng)絡(luò)。由于光纖電纜的大量可用性，數(shù)據(jù)中心的到來較晚。

如今，通信基礎(chǔ)設(shè)施只是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商在尋找新地點(diǎn)時(shí)考慮的眾多因素之一。

Coughlin說：“良好的高性能通信基礎(chǔ)設(shè)施很重要，相對較低的電力成本和這些電源的可靠性也很重要。因此，天氣和氣候可能是重要因素。運(yùn)營商看到重大事件時(shí)會問‘這會在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致電力中斷嗎？’冷卻水也很重要，IT員工的可用性也很重要。”

人工智能消耗了多少能量？

人工智能處理比傳統(tǒng)計(jì)算更激烈，因?yàn)樗蕾嚫嗟臄?shù)據(jù)來進(jìn)行輸出。因此，它具有更高的能量要求。用于人工智能的領(lǐng)先GPU可能消耗高達(dá)700W的功率，大致相當(dāng)于一個(gè)微波爐。

Coughlin指出，消耗兩倍能量的GPU可能在不久的將來可用。由于計(jì)算能力會產(chǎn)生熱量，這反過來將推動更多地使用液體冷卻，將熱量從數(shù)據(jù)中心帶走。

為AI供電

被稱為超級規(guī)模的最大數(shù)據(jù)中心的開發(fā)商敏銳地意識到其設(shè)施的電力需求。他們對風(fēng)能和太陽能的依賴解決了兩個(gè)挑戰(zhàn)：在當(dāng)?shù)赝ｋ姇r(shí)提供機(jī)動性。

“這些組織依賴電力供應(yīng)，”Coughlin說，“他們中的許多已經(jīng)建立了自己的太陽能系統(tǒng)，甚至風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。還有一些正在計(jì)劃將模塊化核能作為其零碳排放計(jì)劃的一部分。”

最近的一個(gè)趨勢是，數(shù)據(jù)中心已開始靠近其他工業(yè)設(shè)施。該工藝?yán)霉I(yè)過程中使用的廢水進(jìn)行冷卻。因此，一些數(shù)據(jù)中心內(nèi)部配備了廢水處理設(shè)施。