生成式AI的環境衝擊：電力消耗與碳排放問題探討
The environmental impact of generative AI: Discussion on power consumption and carbon emissions
圖靈學院/科楠/2024年9月7日
AI 工具的快速崛起
隨著技術的迅猛發展，生成式 AI 工具如 ChatGPT 正快速成為我們日常生活的一部分。根據 CNBC 的報導，約有 46% 的教師和 48% 的學生每週至少使用一次 ChatGPT。這些工具不僅可以幫助學生快速完成作業，還能為尋找專業或冷門資訊的使用者提供直截了當的答案。然而，隨著這些 AI 工具的廣泛使用，它們背後隱藏的環境影響也逐漸浮現。
ChatGPT 的問世約有兩年多時間，儘管它的便利性吸引了廣大使用者，許多學者和教育工作者仍對此工具持懷疑態度。這些工具可能會改變學生的學習方式，也讓我們更依賴技術來完成日常工作。然而，比起教育領域的影響，AI 技術對於環境的衝擊顯得更加嚴峻。
高耗能與碳排放
運行 ChatGPT 的背後，是龐大的能源消耗。據研究顯示，ChatGPT 每天消耗超過 50 萬千瓦時的電力，預計到 2027 年，AI 所需的電力將達到瑞典、阿根廷等國家的用電量。生成式 AI 與傳統搜尋引擎的最大區別在於，前者需要強大的圖形處理單元（GPU）或張量處理單元（TPU）來處理和生成即時的文本，這些專用處理器的耗電量遠高於傳統的中央處理器（CPU）。
當電力被轉換成熱能時，必須使用大量水來冷卻這些運行 AI 模型的超級計算機。以 ChatGPT 背後的 GPT-3 訓練為例，僅在訓練階段，微軟就使用了大約 70 萬升的淡水。當你與 ChatGPT 進行 20 至 50 次互動時，大約會消耗 500 毫升的水。而微軟於 2022 年 7 月從美國西德梅因河抽取了約 1150 萬加侖的水，這占該地區總水資源使用量的 6%。
微軟的環保承諾
儘管如此，微軟仍然在其永續發展報告中表達了達成「淨零碳排放」的目標，並希望在 2030 年前實現「碳負排放」、「水資源正向」以及「零廢棄物」。然而，有趣的是，這些報告中並未提到 ChatGPT 等生成式 AI 工具在耗水方面的具體情況。這顯示出科技巨頭在推進永續發展目標時，仍然存在某些「選擇性忽視」的現象。
碳排放的隱憂
生成式 AI 工具的能源需求不僅限於電力，還涉及大量碳排放。從製造電池所需的鐵和鈷等礦物的開採，到技術設備的生產、運輸、使用以及最終處理，每一步驟都充滿了高碳排放。全球的化石燃料仍是主要的能源來源，而生成式 AI 的運行大大加劇了這一情況。
以 ChatGPT 為例，根據估算，ChatGPT 每年排放約 8.4 噸二氧化碳，這是一般人年均排放量的兩倍多。每次在 ChatGPT 上發送訊息時，會排放約 4.32 克二氧化碳，儘管這似乎是個微不足道的數字，但由於 ChatGPT 的交互性強，對話往往是多輪進行，這導致碳排放的總量持續累積。
有研究指出，使用 ChatGPT 進行 16 次查詢所消耗的電力，相當於煮沸一壺水，而 92593 次查詢的碳排放量則可與一趟從舊金山飛往西雅圖的往返航班相比。
其他 AI 模型的影響
ChatGPT 並非唯一一個對環境產生巨大影響的生成式 AI 工具。Google 最新推出的 AI 功能「Google Overview」也面臨類似的問題。每次使用 Google 的 AI 功能進行搜尋，約需 3 瓦時的電力。若將這個數字乘以每日全球搜尋量 85 億次，這相當於每天消耗約 295,138.88 瓦時或 295.14 千瓦時的電力，相當於為 7 台半的電動汽車充電。
根據《科學美國人》的估計，生成文字所需的能源成本是從資料庫中提取資訊的 30 倍。隨著 AI 工具的普及，這些能源消耗無法被忽視。
無法避免的技術依賴
儘管生成式 AI 對環境產生了如此大的影響，簡單地停止使用這些技術似乎並不現實。根據《福布斯》的報導，具備 AI 技能的工作職位在薪酬上比其他職位高出 20%。隨著越來越多的公司使用 AI 技術，對於技術的依賴已經成為現代社會的一部分。
大部分人無法完全脫離科技，然而，我們可以選擇要求科技公司更加透明地披露其環境影響，並確保他們對可持續發展的承諾不只是口號。
結論
生成式 AI 正快速成為現代社會不可或缺的一部分，無論是在學術、商業還是日常生活中，它的應用越來越廣泛。然而，這些技術背後的環境成本也不容忽視。隨著 AI 工具的持續發展，我們必須在推動技術進步的同時，也更加關注其對環境的影響，並努力尋找更永續的解決方案。
科技的進步不應以環境的破壞為代價。我們作為使用者，可以選擇要求更高的透明度和責任感，推動科技公司在追求創新的同時，也重視地球的永續發展。
本文參考及引用:
Khadra於 The New Climate 中發表的文章《It’s Time To Take A Break From ChatGPT (and its variants): How innocent searches on the AI model have negative effects on emissions, the environment, and us》
