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        智慧地球背后的能源巨坑

        2019-09-19 18:55:16敖顯奎
        大眾科學(xué) 2019年8期
        關(guān)鍵詞:新奇雞糞數(shù)據(jù)中心

        敖顯奎

        要想世界和平,必須解決能源問題。能源的稀缺是一個(gè)亙古不變的世界級問題,在未來,這個(gè)問題的發(fā)展可能會超出地球邊界。然而現(xiàn)如今,人類在地球文明的發(fā)展線上再發(fā)現(xiàn)了一個(gè)能源巨坑——智慧地球。

        8月,舊金山舉行的一次會議上,半導(dǎo)體行業(yè)大型供應(yīng)商Applied Materials的首席執(zhí)行官加里·迪克森(Gary Dickerson)發(fā)表了一個(gè)大膽的預(yù)測。他警告稱,由于材料、芯片制造和設(shè)計(jì)方面缺乏重大創(chuàng)新,到2025年,數(shù)據(jù)中心的人工智能運(yùn)轉(zhuǎn)可能占全球用電量的十分之一。

        大量的數(shù)據(jù)需要處理

        據(jù)了解,目前世界上數(shù)以百萬計(jì)的數(shù)據(jù)中心所占用的用電量還不到2%——這個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包含了在它們龐大的服務(wù)器陣列上處理的各種工作負(fù)載。Applied Materials估計(jì),運(yùn)行人工智能的服務(wù)器目前只占全球電力消耗量的0.1%。

        隨著時(shí)間的推移,被用來訓(xùn)練人工智能模型的信息組合將會發(fā)生改變,相對于文本和音頻信息,視頻和其他圖像的占比將會攀升。視覺數(shù)據(jù)的計(jì)算量更大,處理這些數(shù)據(jù)的能耗將會變大。另一方面,訓(xùn)練和運(yùn)行像深度學(xué)習(xí)模型這樣事件需同樣要處理大量的數(shù)據(jù),因而占用內(nèi)存和處理器將更大。人工智能研究機(jī)構(gòu)OpenAI的一項(xiàng)研究表明,驅(qū)動大型人工智能模型所需的計(jì)算能力已經(jīng)每三個(gè)半月翻一番。

        處理這些問題需要耗能多大呢?馬薩諸塞大學(xué)阿姆赫斯特分校的研究小組最近發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示,訓(xùn)練幾款受歡迎的大型人工智能車型,所引發(fā)的廢氣排放量幾乎是美國汽車使用壽命期內(nèi)的平均排放量的五倍。

        “超大規(guī)?!睌?shù)據(jù)中心

        在很多城市大力發(fā)展大數(shù)據(jù)的時(shí)候,大企業(yè)的“超大規(guī)模”數(shù)據(jù)中心也隨之而生。這種數(shù)據(jù)中心使用大量專門為特定任務(wù)定制的基本服務(wù)器陣列。這些機(jī)器比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器更加節(jié)能,因?yàn)楹笳咝枰幚砀鼜V泛的功能。當(dāng)前向超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的過渡,再加上冷卻和其他技術(shù)的進(jìn)步,是過去幾年新數(shù)據(jù)中心的能源消耗基本上被運(yùn)轉(zhuǎn)效率提高所抵消的一個(gè)重要原因。

        5G基站的建立

        作為大數(shù)據(jù)的“建立”途徑之一,5G也逐漸開始走向人類,預(yù)備取代4G。而5G本身需要建立大量的5G基站,這個(gè)數(shù)字將會是4G基站建立數(shù)量的2~3倍。而5G基站中的AAU(有源天線單元)的能耗非常高,據(jù)中國5G商用信息,5G基站使用的AAU因?yàn)樵谛阅苌系奶嵘瑢?dǎo)致能耗在4G的基礎(chǔ)上升高了不少。

        新奇能源

        事實(shí)上,在幾年前,中石化董事長傅成玉就表示:能源問題將成30年后全球第一大難題。如此看來,這一預(yù)言成真的跡象越來越明顯了。為此,有不少提提出,智慧地球的第一步應(yīng)該從“智慧能源”做起。為此,人類一直致力于探索新能源,尋求可替代能源,除了風(fēng)、水、太陽、地?zé)岬刃履茉吹氖褂茫诉€發(fā)揮聰明才智,探索出了各式各樣讓人意想不到的“新奇”能源。這些能源有多新奇呢?

        鹽水

        2014年,歐洲一個(gè)小國家列支敦士登的一家公司生產(chǎn)了一臺鹽水動力跑車,這里的鹽水動力本上上仍屬于“液流電池”,通過流液電池產(chǎn)生動力。這輛車目前已經(jīng)拿到了德國的車牌,可以在德國道路上正常行駛。

        咖啡渣

        英國人非常愛喝咖啡,每年都會有大量的咖啡渣產(chǎn)生。因此,英國一家叫Biobean的公司就從咖啡連鎖店收集咖啡渣,并從中提煉出燃油,然后將燃油轉(zhuǎn)換為液體燃料。目前,倫敦有部分公交車已采用這種生物柴油了。

        雞糞

        早在1956年,英國一個(gè)叫Harold Bate的人就發(fā)明了“雞糞罐”來代替汽油:雞糞作為一種有機(jī)物,在經(jīng)過微生物發(fā)酵后可以產(chǎn)生甲烷,從而代替汽油燃燒,為汽車提供動力。

        除了這些,還有許多“新奇”的能源正在被發(fā)掘改進(jìn):玉米、大豆、甘蔗等生物燃料,甚至連地溝油都可以變廢為寶,只不過由于過程的代價(jià)比較昂貴,我們還需要更省錢的方式來制造這些“新能源”。(編輯/侯幫虎)

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