22 số liệu thống kê sử dụng điện AI gây sốc cho năm 2024 và hơn thế nữa

AI đang chiếm lĩnh thế giới như một cơn bão và đổi mới các ngành công nghiệp theo những cách chưa bao giờ nghĩ là có thể. Nhưng hôm nay, tôi đã phân tích các con số để tìm ra số liệu thống kê sử dụng điện gây sốc nhất bằng AI.

Lượng dữ liệu và sức mạnh xử lý khổng lồ cần có để đào tạo và phát triển các mô hình và thuật toán AI, cũng như sự gia tăng lớn về yêu cầu hàng ngày, đòi hỏi lượng điện rất lớn. Chúng ta có thể thích ứng để đáp ứng nhu cầu đó không?

Hãy xem nào!

Thống kê sử dụng điện chính của AI

Mức tiêu thụ năng lượng của AI đang tăng theo cấp số nhân. Chìa khóa này AI số liệu thống kê về điện cho thấy chúng ta đang ở đâu và những vấn đề mà thế giới có thể gặp phải trong tương lai.

• Vào năm 2022, AI đóng góp vào 2% mức sử dụng năng lượng toàn cầu – tương đương với một quốc gia nhỏ.
• Đến năm 2026, IEA ước tính AI sẽ sử dụng nhiều điện như Nhật Bản.
• Việc chạy các mô hình và máy chủ AI đòi hỏi sức mạnh gấp hai đến ba lần so với các ứng dụng thông thường.
• AI sẽ là nhân tố đóng góp mạnh mẽ vào mức tăng dự kiến ​​80% về nhu cầu trung tâm dữ liệu của Hoa Kỳ vào năm 2030.
• 200 triệu yêu cầu ChatGPT được thực hiện mỗi ngày, sử dụng hết nửa triệu kilowatt giờ điện.
• Mẫu GPT-3 sử dụng lượng điện năng tương đương 130 ngôi nhà ở Mỹ trong một năm.
• Elon Musk tin rằng sẽ không có đủ điện để cung cấp năng lượng cho tất cả chip AI vào năm 2025.

Thống kê sử dụng điện AI toàn cầu

Các số liệu thống kê về mức sử dụng điện AI này cung cấp cái nhìn tổng quan toàn cầu về mức tiêu thụ năng lượng AI hiện tại.

1. Vào năm 2022, AI đóng góp vào 2% mức sử dụng năng lượng toàn cầu – tương đương với một quốc gia nhỏ.

(Nguồn: Vox)

Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cảnh báo rằng chỉ riêng trong năm 2022, 2% năng lượng của thế giới dành cho AI và các nhiệm vụ liên quan đến tiền điện tử. Cũng như điện, cơ sở hạ tầng cần thiết để hỗ trợ công nghệ này đòi hỏi phải có các trung tâm dữ liệu, nhựa, kim loại, hệ thống dây điện, nước và lao động rộng lớn, điều này cũng gây ra mối lo ngại cho môi trường.

2. Chạy các mô hình và máy chủ AI đòi hỏi sức mạnh gấp hai đến ba lần so với các ứng dụng thông thường.

(Nguồn: S&P Global)

Hệ thống AI chạy trên các máy chủ mạnh mẽ trong trung tâm dữ liệu, tiêu thụ lượng điện lớn để duy trì khả năng làm mát, bảo mật và hỗ trợ xử lý tốc độ cao.

Một tủ rack truyền thống tại trung tâm dữ liệu sử dụng khoảng 30-40 kW điện. Khi AI được đưa vào kết hợp với các bộ xử lý như NVIDIA Grace Hopper H100, mức tiêu thụ điện năng này sẽ tăng lên gấp hai đến ba lần.

3. GPU AI tiêu thụ trung bình 650 watt điện.

(Nguồn: Barron's)

Các tác vụ AI sử dụng GPU, tiêu thụ lượng năng lượng lớn hơn đáng kể so với CPU. Ngoài NVIDIA, mức trung bình chung của tất cả các GPU AI hiện là 650 watt, ngốn điện hơn đáng kể so với các card đồ họa cao cấp truyền thống hiếm khi vượt quá một nửa mức này.

4. Có 200 triệu yêu cầu ChatGPT được thực hiện mỗi ngày, tương đương với nửa triệu kilowatt giờ điện.

(Nguồn: The New Yorker)

ChatGPT chỉ là một hệ thống AI, nhưng là hệ thống phổ biến nhất nên nó tiêu thụ một lượng điện đáng kinh ngạc. Trung bình 200 triệu trí tuệ nhân tạo yêu cầu một ngày, con số này tương đương với hơn nửa triệu kilowatt giờ điện mỗi ngày. Để so sánh, một ngôi nhà trung bình ở Mỹ chỉ tiêu thụ 29 kilowatt giờ mỗi ngày.

5. Mẫu GPT-3 sử dụng lượng điện năng tương đương 130 ngôi nhà ở Mỹ trong một năm.

(Nguồn: The Verge, Statista)

Ngay cả trước khi chúng tôi tính đến các mô hình mới nhất, việc đào tạo mô hình GPT-3 đã tiêu thụ lượng điện tương đương với 130 ngôi nhà ở Hoa Kỳ (1,300 MWh) và 200 ngôi nhà ở Đức trong một năm. Việc đào tạo một mô hình ngôn ngữ lớn tốn nhiều năng lượng hơn bất kỳ tác vụ nào của trung tâm dữ liệu truyền thống và mức tiêu thụ này chỉ tăng lên khi các mô hình mới xuất hiện, phát triển và yêu cầu nhiều dữ liệu hơn.

6. GPT-3 tiêu tốn nhiều tài nguyên hơn 20 siêu máy tính mạnh nhất thế giới.

(Nguồn: Forbes)

Khi xem xét sức mạnh xử lý bên cạnh điện, GPT-3 yêu cầu 800 petaflop, sức mạnh xử lý tương đương với 20 siêu máy tính mạnh nhất hiện nay trên thế giới cộng lại.

7. 15% năng lượng sử dụng trong trung tâm dữ liệu của Google được tiêu thụ bởi máy học.

(Nguồn: Yale)

Google là một trong số ít những công ty tiên phong về AI thẳng thắn về việc sử dụng điện. Tính đến năm 2024, gã khổng lồ tìm kiếm thừa nhận 15% mức sử dụng năng lượng của trung tâm dữ liệu của họ hiện đến từ học máy.

Thống kê thị trường năng lượng AI

Không chỉ việc tiêu thụ điện và năng lượng khác của AI mới đáng được xem xét. AI cũng được triển khai tại các thị trường này.

8. AI trong lĩnh vực năng lượng được định giá 4 tỷ USD.

(Nguồn: Nghiên cứu thị trường đồng minh)

AI trong thị trường năng lượng được định giá 4.0 tỷ USD trên toàn cầu vào năm 2021 và được dự báo sẽ đạt 19.8 tỷ USD vào năm 2031. Những người đóng góp bao gồm Lưới điện thông minh, học máy, biến đổi khí hậu và các tác động giảm phát thải.

9. Bắc Mỹ chiếm 37.08% thị phần năng lượng AI toàn cầu.

(Nguồn: Statista)

Dữ liệu mới nhất có sẵn từ năm 2019 cho thấy Bắc Mỹ là quốc gia dẫn đầu thế giới về thị trường năng lượng trí tuệ nhân tạo, chiếm 37.08% thị phần. Đến cuối năm 2024, số tiền này dự kiến ​​sẽ có giá trị 7.78 tỷ USD.

10. AI có hơn 50 ứng dụng khác nhau trong ngành năng lượng.

(Nguồn: Latitude Media)

Một ước tính gần đây cho thấy khoảng 100 nhà cung cấp liên quan đến năng lượng cung cấp giải pháp AI, với hơn 50 ứng dụng khả thi, bao gồm bảo trì lưới điện và dự báo phụ tải. 

11. AI trong thị trường năng lượng tái tạo được định giá hơn 16 tỷ USD.

(Nguồn: Precedence Research)

Không chỉ là một con heo điện, AI còn có những ứng dụng ngày càng tăng trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Thị trường toàn cầu hiện có giá trị 16.19 tỷ USD và dự kiến ​​sẽ đạt hơn 114 tỷ USD vào năm 2032. Dẫn đầu là khu vực Châu Á - Thái Bình Dương, tương đương thị phần 4.4 tỷ USD, dự kiến ​​đạt 44.4 tỷ USD vào năm 2032.

Dự báo sử dụng điện AI

Hiểu được mức tiêu thụ năng lượng của AI ngày nay là một điều, nhưng số liệu thống kê về việc sử dụng điện của AI này khám phá sự tăng trưởng sắp xảy ra.

12. Đến năm 2026, IEA ước tính AI sẽ sử dụng nhiều điện như Nhật Bản.

(Nguồn: Vox, Data Commons)

Nhật Bản có dân số lớn hơn 125 triệu người. Nó cũng nằm trong top 10 quốc gia tiêu thụ điện nhiều nhất. IEA dự đoán rằng việc sử dụng điện bằng AI sẽ tương đương với toàn bộ đất nước Nhật Bản sớm nhất là vào năm 2026.

13. Các trung tâm dữ liệu AI có thể bổ sung thêm 323 terawatt giờ điện ở Mỹ vào năm 2030.

(Nguồn: CNBC, Wells Fargo)

Khi AI được áp dụng rộng rãi hơn và các ứng dụng của nó trở nên phức tạp hơn, mức tiêu thụ năng lượng phải tăng lên để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng.

Wells Fargo dự đoán nhu cầu điện từ các trung tâm dữ liệu AI có thể tăng thêm 323 terawatt giờ điện ở Mỹ vào năm 2030. Con số này gấp XNUMX lần mức tiêu thụ điện hiện tại của Thành phố New York.

14. NVIDIA sẽ xuất xưởng 1.5 triệu máy chủ AI mỗi năm vào năm 2027.

(Nguồn: Khoa học Mỹ)

Đó không phải là tất cả về chơi game đối với NVIDIA. Nhà sản xuất thẻ và chip này đang dẫn đầu về máy chủ AI và dự kiến ​​sẽ đạt 1.5 triệu chiếc được vận chuyển hàng năm các hệ thống chuyên dụng này vào năm 2027. Con số này tương đương với 85.4 terawatt giờ điện mỗi năm, nhiều hơn lượng điện mà nhiều quốc gia nhỏ tiêu thụ .

15. AMD có thể sớm cạnh tranh với NVIDIA trên thị trường GPU AI.

(Nguồn: Investor.com)

NVIDIA hiện đang thống trị thị trường GPU AI với giải pháp A100 toàn diện cho điện toán AI. Tuy nhiên, các nhà phân tích tin rằng AMD có khả năng đạt được 20% thị phần, không quá xa so với thị phần GPU tổng thể của họ.

Sự đóng góp AI của nó mang lại lợi ích về hiệu suất cạnh tranh nhưng với mức giá phải chăng hơn.

16. Hầu hết GPU dùng cho AI sẽ tiêu thụ 1,000 watt điện vào năm 2026.

(Nguồn: Barron's)

Khi GPU AI phát triển, mỗi GPU sẽ cần trung bình 1,000 watt điện vào năm 2026, mức tăng đáng chú ý so với mức trung bình 650 watt tiêu thụ hiện nay.

17. AI sẽ là nhân tố đóng góp mạnh mẽ vào mức tăng dự kiến ​​80% về nhu cầu trung tâm dữ liệu của Hoa Kỳ vào năm 2030.

(Nguồn: S&P Global)

Navitas Semiconductor dự đoán nhu cầu về trung tâm dữ liệu của Hoa Kỳ sẽ tăng 80% trong khoảng thời gian từ năm 2023 đến năm 2030, với phần lớn là do năng lượng cần thiết để đào tạo các mô hình AI, như đã lưu ý, cao hơn từ hai đến ba lần so với các ứng dụng thông thường.

18. Google Tìm kiếm sẽ tăng gấp đôi mức sử dụng năng lượng bằng cách chuyển sang các máy chủ chỉ sử dụng AI.

(Nguồn: Cell)

Một nghiên cứu học thuật gần đây lưu ý rằng Google đang ngày càng sử dụng máy chủ AI trong các chức năng tìm kiếm. Nếu gã khổng lồ chuyển toàn bộ lĩnh vực tìm kiếm sang AI, lượng điện tiêu thụ sẽ tăng gấp đôi, gần bằng lượng điện mà đất nước Ireland sử dụng.

19. Các công ty khí đốt tự nhiên kỳ vọng nhu cầu điện AI sẽ khiến hoạt động kinh doanh bùng nổ.

(Nguồn: CNBC)

Với một số ước tính cho thấy nhu cầu điện sẽ tăng 20% ​​vào năm 2030 nhờ AI, các nhà sản xuất khí đốt tự nhiên tin rằng họ có thể lấp đầy khoảng trống mà năng lượng tái tạo sẽ thất bại. AI có thể làm tăng mức tiêu thụ khí đốt tự nhiên lên tới 10 tỷ feet khối mỗi ngày.

20. Elon Musk tin rằng sẽ không có đủ điện để cung cấp năng lượng cho tất cả chip AI vào năm 2025.

(Nguồn: Barron's)

Ngay cả với khí đốt tự nhiên và các nguồn khác, câu hỏi vẫn là: liệu thế giới có đủ năng lượng để theo kịp tốc độ tăng trưởng của việc sử dụng điện AI không? Giám đốc SpaceX và Tesla, Elon Musk tin rằng thậm chí đến năm sau cũng sẽ không có đủ điện để chạy các con chip cung cấp năng lượng cho AI.

21. Năng lượng tái tạo có thể là câu trả lời.

(Nguồn: Barron's)

Công ty năng lượng toàn cầu AES có trụ sở tại Virginia đang dẫn đầu quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch. Nó dự đoán các trung tâm dữ liệu sẽ đạt 7.5% tổng lượng điện tiêu thụ của Mỹ vào năm 2030, nhưng khả năng sử dụng năng lượng tái tạo cho AI là lựa chọn an toàn nhất để đáp ứng nhu cầu một cách sạch sẽ.

22. Nhà thông minh do AI vận hành có thể giảm 2% lượng khí thải CO40 của hộ gia đình

(Nguồn: Nhóm BI, GESI)

Một dấu hiệu khác cho thấy sự trỗi dậy của AI không hoàn toàn xấu đối với hành tinh là khả năng làm cho ngôi nhà thông minh trở nên hiệu quả hơn. Nghiên cứu cho thấy hệ thống sưởi thông minh sẽ giảm mức tiêu thụ khí đốt khoảng 5%, trong khi tự động hóa trong hệ thống năng lượng gia đình có thể giảm tới 2% lượng khí thải CO40 trung bình của một ngôi nhà.

Tổng kết

Không có câu hỏi rằng AI ở đây để ở lại. Tuy nhiên, nếu tốc độ áp dụng AI vượt xa tốc độ tăng trưởng của sản xuất điện, thì nguồn điện sẵn có có thể gặp khó khăn trong việc theo kịp nhu cầu điện, có khả năng dẫn đến tình trạng thiếu điện hoặc tăng chi phí năng lượng.

Như những số liệu thống kê về việc sử dụng điện AI này tiết lộ, những nỗ lực đang được thực hiện để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng của các hệ thống AI và một số ứng dụng của nó thực sự có thể mang lại lợi ích cho hành tinh khi tăng cường tập trung vào năng lượng tái tạo và hiệu quả sử dụng năng lượng trong gia đình.

Tuy nhiên, khi AI tiếp tục phát triển và mở rộng, nhu cầu về điện vẫn có thể duy trì ở mức cao.

Nguồn:

1. Vox

2. S&P Toàn cầu

3. Barron

4. The New Yorker

5. The Verge

6. Statista

7. Forbes

8. Yale

9. Nghiên cứu thị trường đồng minh

10. Statista

11. Phương tiện truyền thông vĩ độ

12. Nghiên cứu ưu tiên

13. Dữ liệu chung

14. CNBC / Wells Fargo

15. Khoa học Mỹ

16. Các nhà đầu tư

17. Pin

18. Nhóm BI

19. GESI