AI發展伴隨大量碳排　永續算力，交出減碳成績單

文／ Louis Wei　圖片提供／達志影像

　　AI為產業帶來變革，同時也帶來巨大環境代價。科技媒體《Tech Radar》指出，Google 和Microsoft 在 2023 年用電量分別約為24太瓦時(TWh)，超越了冰島、突尼西亞等國約19太瓦時的用電量。這項資料來自於美國科技新聞記者湯瑪士(Michael Thomas)，從美國能源資訊署(Energy Information Administration, EIA) 和各家企業環境報告分析的發現。

　　這項分析與2024 年7 月初Google 自家公佈的《年度環境報告》也非常相符。報告指出，Google 的溫室氣體排放自2019 年以來，5 年增加了48%，2023 年Google 的溫室氣體排放總量更比前一年高出13%，主因是資料中心的耗能及供應鏈產生的碳排放量增加。

　　Microsoft 在5 月發佈的永續報告中也提到，2023 年的溫室氣體排放相較2020 年成長29%，主因是企業在推展包含資料中心在內的新技術基礎設施上的投資。 值得一提的是，資料中心是為AI 模型提供動力不可或缺的部分。目前，僅Google 的 AI 業務，就佔全球電力需求約 0.1% ，AI 技術的開發與部署，特別涉及大型機器學習模型的技術，需要極大的運算能力。

　　對AI的需求將導致資料中心的建置與運作大幅增加，造成大量電力消耗；當電力來源大多仰賴化石燃料，伴隨而來就是不斷增加的碳排放。

　　美國《全國公共廣播電台》(NPR) 報導，美國科技研究中心艾倫研究所(Allen Institute) 資深研究員道奇(Jesse Dodge) 表示：「使用ChatGPT查詢問題一次，所消耗的電量相當於點亮一個燈泡約 20 分鐘。所以，你可以想像，數百萬人每天都使用類似的功能時，就會產生非常大的電力需求。」AI 需要資料中心內數千台伺服器的運算能力，這些資料中心需要大量的電力來滿足這項需求。

　　《華盛頓郵報》(The Washington Post)指出，全球資料中心的重要據點美國北維吉尼亞州，到 2030年供應資料中心所需的能源，能為600萬戶家庭提供電力。美國對電力的強烈需求，也導致國內燃煤電廠後延退役計畫。

　　科技公司對AI需求與日俱增，主要科技公司正全力發展人工智慧。 Google暨Alphabet執行長皮查伊(Sundar Pichai) 也表示，公司為以人工智慧優先企業，並公開發佈Gemini聊天機器人，將AI 工具添加到Google搜尋引擎中。

　　Facebook 母公司Meta 已將AI 聊天機器人新增到公司的多項工具上，Apple也宣佈與OpenAI合作，將AI 引入Siri數位助理系統中。高盛公司(Goldman Sachs) 預估到2030年美國資料中心的預期成長，將使得其用電量佔美國總用電量的8%，超越 2022年3% 的2 倍多。

永續算力　兼顧AI發展降低環境傷害

　　為了因應AI對環境的影響，永續算力(Sustainable Computing)日益受到重視。科技媒體《TechRepublic》指出，Google其中一項重點計畫就是提高其「張量處理器」(TensorProcessing Unit, TPU) 效率，TPU是Google為AI工作打造的特殊專用處理器，最新一代的 TPU比上一個版本節能 2.7 倍。

　　永續算力是指透過優化AI運算系統的設計與運作，提高運算效能，降低能源消耗和碳排放，進而將對環境的傷害降至最低。

　　NVIDIA也致力於提高系統運算效能達到永續算力。執行長黃仁勳2024年6月在台大的演講中表示，運算處理需求呈現指數成長，CPU擴充速度大幅降低，導致資料中心使用的電力增加，運算成本也跟著上漲。

　　Microsoft在永續算力方面也有長足的進展，同樣專注在讓AI模型於整個生命周期中更具效能，從模型選擇、超參數調整到訓練與推理。透過優化運算資源的使用，Microsoft的目標是減少與AI任務相關作業的碳排放量。此外，Microsoft也在探索透過AI推動對環境更有效益的活動，例如，改善可再生能源與電網的整合，以及加速碳捕捉技術材料的發現。

　　AI與永續發展專家強調，開發可減緩AI對環境衝擊的技術非常重要。Google Cloud副總裁暨運算與AI基礎架構總經理洛梅耶(Mark Lohmeyer)也表示，硬體與軟體最佳化對於降低能源消耗的關鍵作用。他指出，像 TPU 的液態冷卻以及 AI 基礎架構的高利用率等創新，對於平衡效能與永續性而言不可或缺。

　　提高算力效能不只能解決電力與成本提高的困境，也能朝向永續算力的未來前進。

　　雖然AI的發展導致用電與碳排放增加，但其實AI技術也能幫助企業改善製造流程，朝向減碳目標。例如：Amazon旗下的雲端平台Amazon Web Services透過AI優化出貨流程，降低庫存和浪費，除了能提高生產力和利潤，還能減少資源浪費。

5方法
企業落實永續資料管理

　　除了AI的應用與發展，在日常的資料處理與儲存，像是企業運用雲端服務儲存與管理資料，日積月累也產生大量的碳排放量。英國蘭卡斯特大學(Lancaster University)研究指出，一封沒有夾帶資料的普通電子郵件，就會產生4公克碳排放。IBM、英國永續網站設計公司(Guildford Web Designer)和《衛報》(The Guardian)對企業資料永續處理的建議包括：

• 方法1
  定期檢視雲端資料，刪去不需要的資料

科學期刊《自然》(Nature)的一項研究報告預測，到2025年，資通訊產業將消耗全球20%的電力，並排放高達全球碳排放量的5.5%，當中絕大部分耗能來自資料中心。企業擴展規模和日常工作累積，雲端資料和為了儲存資料的碳排放量勢必持續增加。企業可透過定期檢視，刪去不需要的資料以減少耗能，此舉同時也能省下購買雲端硬碟或資料庫所需的費用。

• 方法2
  提高能源使用效率

當企業儲存容量需求不斷增加，優化能源使用以減少對環境的影響就變得更重要。要達到優化能源使用，在硬體上可以更新耗能更少的設備，在軟體上則可以選擇更高、更有效的數據壓縮技術，減少數據傳輸的耗能，達到永續資訊使用的目標。

• 方法3
  建置永續網站

企業網站也可以透過網站設計，朝向減少耗能的目標。在網站設計上使用極簡風格，減少圖片和影片內容，或是透過縮減圖片和影片內容的檔案大小，讓網站載入時間更快。資料傳輸更少的網站，就更能減少數位碳足跡。

• 方法4
  選擇更永續的供應商

許多台灣企業也開始將永續策略納入選擇供應商的評選標準，包含綠色產品採購策略和在地供應鏈優先等，並在供應商行為準則加入減碳策略、保護生物多樣性、防止任何濫伐森林和海洋破壞等規定。企業也可尋找使用太陽能或風力等永續能源發電的雲端與資料中心服務供應商，或願意投資永續能源的公司。

• 方法5
  提昇員工數位減碳意識及訓練

企業也可以透過讓員工認識減少數位碳足跡的重要性，提供員工的數位減碳意識，鼓勵員工關閉沒有使用的設備，刪除個人雲端硬碟中不需要和不常用的資料。

 　　無論是永續算力或是永續資料管理，需要的是軟硬體和供應鏈的全面效能提昇，同時也要再生能源融入營運中。要在科技發展與環保中取得平衡，需要持續創新、負責任的管理以及長期對永續發展目標的承諾。

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