中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：人工智能（AI）的發(fā)展和應(yīng)用推動(dòng)數(shù)據(jù)中心進(jìn)一步“擴(kuò)容”，帶來(lái)用電量進(jìn)一步增長(zhǎng)。
國(guó)際能源署（IEA）發(fā)布的《能源與人工智能》報(bào)告顯示，2024年，數(shù)據(jù)中心用電量約占全球用電量的1.5%，即415太瓦時(shí)；到2030年，數(shù)據(jù)中心的用電量將再增長(zhǎng)一倍以上，達(dá)到約945太瓦時(shí)，AI是這一增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。
除用電量外，AI的用電負(fù)荷特性也值得關(guān)注。
北美電力可靠性公司（North American Electric Reliability Corporation，NERC）2025年7月發(fā)布的一份白皮書(shū)顯示，訓(xùn)練AI模型與使用AI模型進(jìn)行推理時(shí)的用電需求不同。AI訓(xùn)練過(guò)程中，在訓(xùn)練和保存檢查點(diǎn)（Check Point）兩個(gè)狀態(tài)之間進(jìn)行切換時(shí)，功率會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)變化。變化可能在一秒內(nèi)發(fā)生（如圖1中藍(lán)色、黃色和綠色線條所示）。
圖1：AI訓(xùn)練時(shí)數(shù)據(jù)中心（50兆瓦級(jí)）的實(shí)時(shí)功率曲線
來(lái)源：NERC
處于活躍訓(xùn)練狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)中心負(fù)荷曲線會(huì)呈現(xiàn)鋸齒狀（如圖1中第360—660秒的圖形所示）。谷歌公司在一篇博客文章中解釋，鋸齒狀中的功率尖峰會(huì)在“空閑和高功耗狀態(tài)”之間轉(zhuǎn)換時(shí)出現(xiàn)，也會(huì)在“工作負(fù)載正常時(shí)”出現(xiàn)。
這份白皮書(shū)還提到，北美一個(gè)數(shù)據(jù)中心的用電負(fù)荷在36秒內(nèi)從約450兆瓦下降到約40兆瓦，又在7兆瓦左右保持了大約4小時(shí)，隨后幾分鐘內(nèi)回升至450兆瓦（如圖2所示）。
圖2：數(shù)據(jù)中心用電負(fù)荷曲線
來(lái)源：NERC
圖3：數(shù)據(jù)中心用電負(fù)荷的變化圖
來(lái)源：英偉達(dá)
總體來(lái)看，AI用電負(fù)荷具有高頻次、短時(shí)突變等特征，且可能因訓(xùn)練任務(wù)中斷或重啟引發(fā)百兆瓦級(jí)負(fù)荷波動(dòng)。上述白皮書(shū)提到，這類負(fù)荷不像傳統(tǒng)負(fù)荷那樣可預(yù)測(cè)，給電力規(guī)劃者和運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)新的挑戰(zhàn)?！癆I數(shù)據(jù)中心和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心完全不同，它們的用電會(huì)瞬間飆升?！弊儔浩髦圃焐倘樟⒛茉矗℉itachi Energy）CEO近期表示，“只要開(kāi)始訓(xùn)練AI、輸入數(shù)據(jù)，功耗會(huì)在幾秒鐘內(nèi)達(dá)到峰值，達(dá)到平常用電量的10倍之多?！?/span>
中國(guó)人民大學(xué)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)院副教授陳浩曾表示，在我國(guó)，目前數(shù)據(jù)中心對(duì)電網(wǎng)的綜合影響還比較有限，但AI大模型繼續(xù)推高算力需求，必將進(jìn)一步影響電力負(fù)荷曲線，對(duì)電力調(diào)度提出更高要求，電網(wǎng)安全需要更復(fù)雜的保障機(jī)制。
隨著全球綠色低碳轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，可再生能源的發(fā)電不穩(wěn)定性疊加AI的用電波動(dòng)性，電力系統(tǒng)中的不確定因素增加，不僅需要面對(duì)電力“夠不夠”的問(wèn)題，還要解決供電質(zhì)量問(wèn)題。AI的快速發(fā)展和應(yīng)用顯著推動(dòng)了用電量增長(zhǎng)，其發(fā)展需要電力保駕護(hù)航，電力行業(yè)需要更懂AI的特性和需求。
當(dāng)前一些公司也在解決AI帶來(lái)的電力波動(dòng)問(wèn)題，或可減少AI對(duì)電力系統(tǒng)的影響。英偉達(dá)近期宣布，該公司的一些服務(wù)器架構(gòu)將應(yīng)用新的電源單元（PSU），也就是在服務(wù)器機(jī)柜嵌入一個(gè)具有能量存儲(chǔ)等功能的板塊，可以平滑電力波動(dòng)，將峰值需求降低多達(dá)30%。
