計算人工智能的碳成本
如果您正在尋找有趣的話題，那么人工智能(AI)不會讓您失望。人工智能包含一組強(qiáng)大的令人費(fèi)解的統(tǒng)計算法，可以下棋、破譯潦草的筆跡、理解語音、分類衛(wèi)星圖像等等。用于訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型的巨型數(shù)據(jù)集的可用性一直是人工智能成功的關(guān)鍵因素之一。但所有這些計算工作都不是免費(fèi)的。一些人工智能專家越來越關(guān)注與構(gòu)建新算法相關(guān)的環(huán)境影響，這場辯論引發(fā)了關(guān)于如何讓機(jī)器更有效地學(xué)習(xí)以減少人工智能碳足跡的新想法。
回到地球
要深入了解細(xì)節(jié)，我們首先需要考慮數(shù)以千計的數(shù)據(jù)中心（遍布世界各地），它們24小時全天候處理我們的計算請求。對于人工智能研究人員來說，這些任務(wù)包括訓(xùn)練具有數(shù)十億數(shù)據(jù)元素（或標(biāo)記——在英語中相當(dāng)于四個字符或大約3/4個單詞的單詞位）的多層算法。所涉及的計算工作令人驚訝。人工智能基礎(chǔ)設(shè)施公司Lambda提供了一些關(guān)于GPT-3（OpenAI用于生成類人文本的強(qiáng)大自然語言模型）的有趣事實。根據(jù)Lambda的分析，如果您希望在單個NVIDIARTX8000上訓(xùn)練GPT-3的1750億參數(shù)模型，則需要665年，這在顯卡方面毫不遜色。
簡單來說，模型越大，性能就越好，Lambda的團(tuán)隊指出，state-of-the-art語言模型的規(guī)模每年以10倍的速度增長，這讓我們回到了對AI增長的擔(dān)憂碳足跡?；氐綌?shù)據(jù)中心，有可能在討論中添加更多數(shù)字，至少在高層次上是這樣。根據(jù)國際能源署(IEA)的估計，全球數(shù)據(jù)中心的總用電量在200到250TWh之間。為了使這個數(shù)字更容易可視化，假設(shè)機(jī)車和機(jī)車車輛平均每公里行駛消耗2.5千瓦時，225太瓦時足以讓高速電動火車行駛900萬公里。雖然只有一部分（在數(shù)據(jù)中心）將用于訓(xùn)練和運(yùn)行AI模型，但消息來源表明，機(jī)器學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的計算需求正在超過數(shù)據(jù)中心活動的平均增長速度。
在這一點(diǎn)上，公平地承認(rèn)數(shù)據(jù)中心在管理其能源需求方面做得很好——環(huán)境問題是一個動力，但值得一提的是，電力是一項重大的運(yùn)營費(fèi)用，對每個設(shè)施來說都是“關(guān)鍵任務(wù)”.盡管全球互聯(lián)網(wǎng)流量激增，僅在2020年就增長了40%，但數(shù)據(jù)中心的能源使用在過去十年中保持相對穩(wěn)定?！皵?shù)據(jù)中心服務(wù)需求的強(qiáng)勁增長繼續(xù)被服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的持續(xù)效率提升以及高效云和超大規(guī)模數(shù)據(jù)所滿足的服務(wù)份額不斷增長所抵消。中心，”IEA寫道。
光子等等
此外，垂直整合的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商，如亞馬遜、谷歌、Facebook等，將很快補(bǔ)充說他們的設(shè)施由可再生能源供電。自然地，這減輕了數(shù)據(jù)處理對環(huán)境造成的負(fù)擔(dān)，因為為計算硬件機(jī)架和必要的輔助服務(wù)（如加熱、冷卻和照明）供電的電力可以來自太陽和風(fēng)。然而，正如英國《金融時報》未選擇的那樣，即使數(shù)據(jù)中心能源協(xié)議可能通過可再生能源抵消其100%的電力消耗，但在風(fēng)能和太陽能不可用時，設(shè)施可能仍會消耗化石燃料。還需要考慮計算設(shè)備本身的嵌入式碳排放，這是因為制造方法和零部件材料采購活動也會產(chǎn)生碳排放——微軟承認(rèn)這一點(diǎn)。
今年早些時候，微軟在最近的一篇博文中討論了高效模型訓(xùn)練的話題。開發(fā)人員正忙于探索縮小人工智能碳足跡的方法——或者至少是抑制其增長。這里的步驟包括尋找在模型微調(diào)期間減少計算和內(nèi)存需求的方法，建議建議在該過程的這個階段將GPU使用量減少三倍。模型壓縮也顯示出了希望，其中AI數(shù)據(jù)的子層被修剪成更稀疏但仍具有代表性的先前組合條件的版本。在這里，研究表明，壓縮模型可能需要減少約40%的訓(xùn)練時間，同時實現(xiàn)類似的算法效果。
開發(fā)人員還可以從監(jiān)控工具中受益，這些工具將查明通過優(yōu)化代碼或數(shù)據(jù)托管安排所獲得的收益。“CodeCarbon是一個輕量級的軟件包，可以無縫集成到你的Python代碼庫中，”免費(fèi)提供他們的工具的發(fā)明者寫道。“它估計了用于執(zhí)行代碼的云或個人計算資源產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)量?！?/p>
完整的循環(huán)
循環(huán)往復(fù)，未來可能會部署更節(jié)能的人工智能，以幫助指導(dǎo)更高效的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營，以降低——你猜對了——人工智能的碳足跡。如今，CirrusNexus提供了可用的軟件，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商可以使用該軟件來為碳分配成本，并通過人工智能算法進(jìn)行傳播。結(jié)果不僅顯示了二氧化碳計算，還提供了對用戶可以配置其設(shè)施以最大化可用環(huán)境收益的方式的洞察。
使支持當(dāng)今技術(shù)的算法的碳足跡可見，這在多個方面都有幫助。它正在就培訓(xùn)未來人工智能的最有效方式展開討論，讓IT部門及其客戶對計算的環(huán)境成本承擔(dān)更多責(zé)任。最后，它可能對企業(yè)有利。引人注目的是，亞馬遜今年早些時候發(fā)布了客戶碳足跡工具，谷歌等其他大公司也允許客戶導(dǎo)出云碳排放信息——這項服務(wù)目前處于預(yù)覽階段。
作者：JamesTyrrell
來源：千家網(wǎng)