台达绿生活
崛起中的吃电巨兽 数据中心 AI及虚拟货币用电攀升
文|台达基金会 2024/04

"数字化"与"智慧化"时代来临,数据中心的运算、人工智能(AI)的应用、虚拟货币的投资,逐渐成为生活和工作的一部分。但你知道吗?这三类科技的耗电量居然高得吓人!

根据国际能源总署(IEA),2022年数据中心、AI与虚拟货币加起来消耗的电力几乎占全球总电力需求的2%,而且预测未来3年内,如此总用电量会翻倍,将相当于一个日本全国的电力消耗量,绝对是数头崛起中、但不容忽视的吃电巨兽。
扭转三大科技高排碳 从散热解决方案下手

未来数据中心用电量爆炸性成长30%-100%
数据中心电力需求主要来自两个部分:计算与冷却降温系统,两者各占总电力消耗40%,剩下20%则来自其他相关信息科技(IT)设备。就地域来看,目前全球有超过8千的数据中心,主要分布于美国、欧盟与中国,IEA进一步预测,这三个区域未来建置数据中心的数量会爆炸性成长,用电量会成长30%-100%不等。

未来三年AI产业总体耗电量恐攀升10
去年DataVita创办人奎恩(Danny Quinn)曾向《英国国家广播公司》(BBC)表示:"设置传统服务器的标准机柜耗电量约4瓩(kW),但设置一组AI服务器机柜的能源需求是20倍、80瓩。"更必须一提的是,典型google单次搜寻的平均电力需求约0.3瓦时(Wh),大众越来越仰赖的ChatGPT,单次搜寻平均电力需求高达2.9瓦时(Wh),相比之下,多了9.5倍!IEA估算,接下来三年内,AI产业预计将呈指数级增长,届时产业总体耗电量至少是2023年需求的10倍。

虚拟货币单年度电力需求 相当荷兰整个国家总电力消耗
把虚拟货币单独抓出来看,追朔2022年的数据,占全球年度电力需求的0.4%。这数字看起来很小,但其实也相当于荷兰整个国家的总电力消耗,而且预计到2026年,吃电量将增加40%以上。

传统数据中心、专用AI数据中心和加密货币的预估电力需求(图片来源: IEA)

超大型规模数据中心 将成为关键减碳解方
要如何扭转三大科技高排碳迷思?得从规范和技术下手!2020年欧盟开始为数据中心制定效率标准,来年欧洲出现一项《气候中和数据中心公约》(Climate Neutral Data Centre Pact),承诺用可衡量的目标证明能源效率、购买100%无碳能源(carbon-free energy)、维修和再利用服务器,以及寻找热回收方法,让数据中心在2030年达到碳中和。此倡议虽然是自愿性,无任何法律拘束力,但吸引超过100多家数据中心营运商签署该协议,其中包括Equinix、Digital Reality等知名厂商。
另一方面,采用高效率冷却系统、透过机器学习优化服务器运作、甚至是将电力需求负载进行时间和空间上的转移,都是实现去碳化且已被运用的技术。

以全球市场趋势来看,小型数据中心渐渐转型至超大型规模数据中心(hyperscale data centers),这类数据中心占地超过1万平方米,电源容量至少10MW以上,而且通常能够实现最佳处理器效率,降低空闲状态的功耗,能源效率比较高。欧盟在其"绿色云端运算与电子通讯研究" (Study on Greening Cloud Computing and Electronic Communications)报告中,便将超大型规模数据中心视为资通讯部门中一项非常关键的减碳解方。未来期望有更多正在研发阶段的散热解决方案技术推出,如:特定的低黏度流体来冷却其他组件,让大家在使用AI、挖矿时,不会再有满满的环保罪恶感。