人工智能留下的碳足跡有多少

我們的個(gè)人計(jì)算機(jī)，只要一開(kāi)機(jī)就有碳足跡，以去年一名Google實(shí)習(xí)生為例，建構(gòu)了一套AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，為了讓圖像顯現(xiàn)細(xì)節(jié)，他不斷增加神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，結(jié)果所耗用的電能，足夠一個(gè)家庭半年所需。。。

一套市面上的人工智能（AI）口語(yǔ)軟件，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練了解人類(lèi)的語(yǔ)言，成為可用的商品，在訓(xùn)練期間，計(jì)算機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所花耗的電能，如果轉(zhuǎn)換成二氧化碳（CO2）排放量，相當(dāng)五輛汽車(chē)壽命的總和，約280噸。

計(jì)算機(jī)的電源來(lái)自電廠，電廠燃燒煤、油、天然氣、或其他燃料發(fā)電，所排放CO2的重量，即是所謂的碳足跡（Carbon Footprint）。上面那套軟件的碳足跡，就是280噸。

碳足跡是怎么計(jì)算出來(lái)的？當(dāng)然不是在工廠煙囪外面量出來(lái)的，而是根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)發(fā)展出的計(jì)算方式。每燃燒一個(gè)碳原子（C），就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)二氧化碳分子（CO2），也就是除了原來(lái)的Ｃ，又增加了兩個(gè)氧原子（O），Ｃ的原子量為12，Ｏ為16，所以CO2的重量為12＋16Ｘ2＝44，為Ｃ的3.67倍。

每一種燃料都含有碳的成份，煤的含碳量約60%至80%，無(wú)煙煤更可能到90%，汽油與柴油含碳量約86%，石油、天然氣、別的燃料也都含不同的碳成份，所以：

燃料使用量Ｘ燃料含碳成份Ｘ 3.67＝ CO2排放量

以一家燃煤電廠使用70%含碳的煤為例，燃燒100萬(wàn)噸的煤，也就是70萬(wàn)噸碳，所產(chǎn)生的CO2約250萬(wàn)噸，遠(yuǎn)大過(guò)燃料本身的重量。

有人把我們?nèi)粘Ｉ畹奶甲阚E算出來(lái)了。一個(gè)人從舊金山飛到紐約來(lái)回，碳足跡約0.9噸；一個(gè)人平均活動(dòng)一年的碳足跡約５噸；一位美國(guó)人平均活動(dòng)一年的碳足跡約16噸，為別國(guó)人的三倍；一輛美國(guó)汽車(chē)總壽命的碳足跡約57噸。

我們的個(gè)人計(jì)算機(jī)，只要一開(kāi)機(jī)就有碳足跡，因?yàn)楹碾姴欢鄾](méi)有在意，但一旦用來(lái)訓(xùn)練AI就不同了。以去年一名Google實(shí)習(xí)生為例，建構(gòu)了一套AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，把圖片影像展現(xiàn)得栩栩如生，為了讓圖像顯現(xiàn)細(xì)節(jié)，這名實(shí)習(xí)生不斷增加神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，結(jié)果所耗用的電能，足夠一個(gè)家庭半年所需。

美國(guó)麻州大學(xué)（UMass）研究生Emma Strubell作博士論文時(shí)，發(fā)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的算法耗用電能的碳足跡高達(dá)35噸，相當(dāng)一位美國(guó)人兩年的排放量，于是寫(xiě)了一篇論文，七月底在意大利佛羅倫薩「計(jì)算語(yǔ)言協(xié)會(huì)」年會(huì)上發(fā)表，論述AI的深層學(xué)習(xí)、特別是自然語(yǔ)言的處理，務(wù)必要考慮所花耗的能源。

自然語(yǔ)言處理是近年AI的一大優(yōu)勢(shì)，但在訓(xùn)練上花耗的能源，依結(jié)構(gòu)的復(fù)雜、與調(diào)整的精細(xì)，有顯著增加。

Transformer是兩年前的協(xié)助寫(xiě)作軟件，訓(xùn)練的碳足跡僅87公斤，今年初升級(jí)，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整學(xué)習(xí)方式，不斷精致寫(xiě)作功能（如作詩(shī)、作文），務(wù)使趨近完美。但訓(xùn)練所耗用的電能，卻高達(dá)656，000千瓦小時(shí)（度），碳足跡也高達(dá)284噸，電費(fèi)可高達(dá)300萬(wàn)美元之譜。

Emma Strubell特別強(qiáng)調(diào)，像這類(lèi)AI付出的巨大代價(jià)，卻與提升的質(zhì)量不成比例，是否可避免，或在運(yùn)算技術(shù)上大幅度提升運(yùn)轉(zhuǎn)效益。幸好欣見(jiàn)Google上月宣布投資新的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，能源的使用效率可以增加10倍。

除了AI會(huì)使用高額度能源，所有的技術(shù)都會(huì)留下碳足跡，以目前趨勢(shì)，到了2040年，全球20%碳足跡會(huì)來(lái)自技術(shù)。YouTube僅是一個(gè)播放影片的平臺(tái)，大家用來(lái)觀賞影視，但每年消耗能源的碳足跡卻高達(dá)110萬(wàn)噸。數(shù)字器具雖小，龐大的數(shù)量加在一起，就了制造環(huán)保沖擊。

人的腦子思考與運(yùn)算，不需要那么多能源，問(wèn)題是如何制造跟人腦一樣的機(jī)器？