Bài Toán Năng Lượng Cho AI: Thách Thức Và Giải Pháp

Nhu Cầu Năng Lượng Của Các Trung Tâm Dữ Liệu Lớn

Trí thông minh nhân tạo (AI) đang trở thành một phần quan trọng trong nhiều lĩnh vực, nhưng sự phát triển nhanh chóng của nó cũng đang đặt ra những thách thức lớn về nhu cầu năng lượng cho AI.

Mỗi trung tâm dữ liệu lớn tiêu thụ lượng điện tương đương hàng chục nghìn gia đình. Ảnh: Mrinmoy Paul

Hạt Culpeper (Virginia, Mỹ) từng là một vùng quê yên bình với những trang trại chăn nuôi quy mô gia đình. Tuy nhiên, trong vài năm gần đây, hạt này đã phê duyệt bảy dự án trung tâm dữ liệu lớn, nhằm đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của AI. Các trung tâm này sẽ hỗ trợ việc huấn luyện AI, cung cấp dữ liệu cho hàng tỷ truy vấn hàng ngày trên toàn cầu.

Virginia hiện có khoảng 340 trung tâm dữ liệu, chiếm hơn 25% tổng lượng điện tiêu thụ của bang. Theo Viện nghiên cứu EPRI (Mỹ), nhu cầu điện tại Virginia dự kiến sẽ tăng gấp đôi trong 10 năm tới, gây áp lực lên hệ thống điện của khu vực.

Cách Tính Toán Nhu Cầu Năng Lượng Của AI

Các nhà nghiên cứu sử dụng hai phương pháp chính để ước tính lượng điện mà AI có thể sử dụng:

1. Phương Pháp Chuỗi Cung ứng

Các nhà nghiên cứu phân tích dữ liệu về số lượng phần cứng được cung cấp cho các trung tâm dữ liệu.

Theo tạp chí Joule (10/2023), một máy chủ NVIDIA A100 tiêu thụ một lượng điện đáng kể.
Google có thể cần 400.000 – 500.000 máy chủ NVIDIA A100 nếu tích hợp AI tạo sinh vào toàn bộ kết quả tìm kiếm, dẫn đến nhu cầu điện 23-29 TWh/năm.

2. Phương Pháp Từ Dưới Lên

Sử dụng phần mềm CodeCarbon để tính toán lượng điện tiêu thụ của AI.

Tạo hình ảnh từ văn bản: 0,5Wh/lần.
Chatbot trí tuệ nhân tạo: tiêu thụ ít hơn.
Hạn chế: CodeCarbon không định lượng được các chip TPU của Google.

Xu Hướng Toàn Cầu Về Năng Lượng AI

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), trung tâm dữ liệu sử dụng 240-340 TWh điện/năm (1-1,3% nhu cầu toàn cầu).

Dự báo: Tiêu thụ điện AI tăng nhanh, nhưng chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ trong nhu cầu điện tổng thế.
Thách thức: Các trung tâm tập trung tại một số điểm, gây áp lực lên hệ thống điện cục bộ.
Giải pháp: Microsoft đã tái khởi động lò hạt nhân Three Mile Island cung cấp điện cho AI.

Kết Luận

Việc phát triển AI kèm theo bài toán về năng lượng. Việc đầu tư vào năng lượng tái tạo và các công nghệ tiết kiệm điện là cách để duy trì sự phát triển bên vững của AI.