最后更新：2024年4月9日

人工智能：巨型化的爆发

人工智能：巨型化浪潮的爆发 — *人工智能——巨型化的爆发。被成功冲昏头脑，这一质的飞跃以巨大的能量消耗为代价。此图像由人工智能生成。*

AI：让你头晕的数字！

自然语言处理（NLP）以“Transformer”模块为核心，是人工智能取得巨大成功的起源。然而，其他因素也推动了人工智能的兴起，尤其是数据的日益丰富、数据中心的存储能力以及计算能力的指数级增长。事实上，人工智能的发展及其广泛应用伴随着对数据、存储容量和计算能力需求的不断增长。在成功的推动下，这一质的飞跃以巨大的能源消耗为代价。

• 这种巨型化的第一个来源在于可用数据的爆炸式增长。互联网技术的兴起产生了呈指数级增长的数据量。

互联网数据的庞大规模和增长速度令人目眩。其数量之大，使得估算要么不可能，要么极不精确。根据一些报告（谷歌云平台、AWS、微软Azure、IDC、高德纳咨询公司、福雷斯特研究公司等），2020年互联网上存储的数据量大约在40到50泽字节之间（1字节等同于1个字符或1字节）。2021年，这一数字约为60到70泽字节。到2025年，预计将达到约180泽字节。这个数量相当于1800亿个1太字节（TB）的固态硬盘。太字节已成为我们日常使用的数据介质的存储单位。

* 1泽字节（ZB）= 10^21字节，相当于1,000艾字节或1,000,000拍字节（PB）或1,000,000,000太字节（TB）。

2024年，每日产生的互联网数据量估算因来源不同而有所差异，但普遍约为3.5艾字节。为了直观理解这一日数据量（3.5×10^18字节），可将其与6.25亿部2小时高清电影（约4GB数据）进行对比。

根据Digital Universe进行的一项研究，数据领域大约每两年翻一番。

Power	Symbol	Power	Symbol
10^0	1	10^1	da (deca)
10^2	h (hecto)	10^3	k (kilo)
10^6	M (mega)	10^9	G (giga)
10^12	T (tera)	10^15	P (peta)
10^18	E (exa)	10^21	Z (zetta)
10^24	Y (yotta)	10^27	R (ronna)
10^30	Q (quetta)

• 这种巨型化的第二个来源在于超大规模数据中心（全球最大的数据中心）。最大的存储容量主要集中在亚马逊云服务、微软Azure、谷歌云、Meta平台、Equinix、Digital Realty等大型企业手中。根据Omdia的报告，2024年全球约有860万个数据中心。其中，约60万个是超大规模数据中心，归亚马逊、微软和谷歌等云巨头所有。尽管难以估算，但全球数据存储容量很可能每两年翻一番。

运营数据中心消耗大量能源，而存储需求的增长可能给电网带来压力。到2025年，数据中心的电力消耗预计将占全球电力消耗的2%。

• 这种巨型化的第三个来源在于机器的计算能力，以每秒浮点运算次数（FLOPs）衡量。

2024年，处理器（CPU）的计算能力可达1228 GFLOPs，约1万亿次浮点运算，例如英特尔酷睿i9-13900K处理器。图形协处理器在执行特定任务或数学计算时更为强大。这些硬件加速器（GPU、FPGA）的计算能力可达100万亿次浮点运算，例如配备18176个核心的NVIDIA GeForce RTX 4090 Ti显卡。

这就是为什么世界上最快的超级计算机同时利用CPU和GPU的处理能力。因此，超级计算机已达到千万亿次级的运算能力（每秒数千万亿次操作）。

2024年，美国HPE公司的Frontier已实现百亿亿次计算能力。*1百亿亿次浮点运算相当于每秒进行十亿亿次运算。

指数增长无法持续太久！