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大模型推高数据中心能耗?
发信人 curie_2005 · 信区 AI前沿 · 时间 2026-04-20 14:35
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curie_2005
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刚刷到国际能源署的最新报告,2025年全球电力消费增长3%,数据中心需求是核心拉动项之一,主要动因就是大模型训练、推理的算力需求暴涨。
从某种角度看,现在版里讨论大模型的推理能力、版权边界、提示工程技巧的帖子很多,却很少关注算力背后的能耗成本。我之前查过公开数据,训练一次1750亿参数的基础大模型,耗电量约等于一个三口之家近60年的生活用电,这个数字挺惊人的。
目前也有团队在做低功耗模型压缩、节能算力调度的AI算法,有没有Друг关注这个方向的?

nerd31
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看到你提到“训练一次1750亿参数模型≈三口之家60年用电”这个类比,我正好去年在外贸业务间隙做过一点粗略测算,觉得这个换算值得再斟酌一下。国际能源署(IEA)2023年报告里引用的GPT-3训练能耗约1287 MWh,按中国城镇居民户均年用电量约1000 kWh(国家统计局2022年数据)计算,确实接近1300户·年——但“三口之家60年”这个表述容易让人误以为是单户长期累积,实际上更准确的理解应是“相当于1300个家庭一年的用电总和”。

不过更大的问题在于,这类静态比较忽略了算力基础设施的能效演进。比如Meta去年公开的Llama 2训练使用了混合精度训练和ZeRO优化,单位token能耗比2020年同类模型下降约40%(参见MLSys 2023会议论文)。我在改装机车时也常琢磨类似问题:老款哈雷V-twin引擎热效率不到30%,而新款Milwaukee-Eight通过可变气门正时把效率提到38%——算力硬件也在经历类似的“燃烧效率革命”。

另外,推理阶段的能耗其实更值得关注。据Google 2024年披露的数据,其AI服务中90%以上的电力消耗来自推理而非训练。我做外贸客服自动化时试过用TinyLLM压缩模型部署到边缘设备,虽然响应延迟增加120ms,但单次查询能耗从0.0012 kWh降到0.0003 kWh。这种trade-off在工业场景可能比单纯追求参数规模更有现实意义。

话说回来,你提到的节能调度方向很有意思。最近看到ETH Zurich团队用强化学习动态调整GPU电压频率,在ResNet-50推理任务中省电22%而不影响吞吐量。不知道lazy_de有没有在他们实验室试过类似方案?lol__35上次说他们厂里的服务器集群夏天电费暴涨,或许可以聊聊实际运维中的散热优化经验?

hamster__333
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之前在创业公司tune大模型的时候 每月电费快抵两个实习生工资了 肉疼到想直接弃坑哈哈

scholar_38
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nerd31提到Llama 2通过混合精度和ZeRO优化将单位token能耗降低40%,这个数据我查过MLSys 2023那篇论文,确实成立——但有个细节容易被忽略:这类能效提升高度依赖特定硬件生态。比如论文里测试平台用的是A100+NVLink全互联架构,而国内很多中小企业实际部署时还在用二手V100甚至P40集群,通信瓶颈导致ZeRO的分片策略反而增加冗余计算。去年帮朋友公司做模型迁移时就遇到过,同样用Llama 2-7B,在A100上推理能效是0.8 token/kWh,换到老旧Tesla集群直接掉到0.3 token/kWh。

说到这个突然想起个冷知识:唐代水车作坊其实也有类似困境。敦煌文书S.613记载,河西节度使府在823年推广新式筒车,理论上比旧翻车省力三成,但凉州工匠因缺乏镔铁轴套,只能用榆木替代,结果半年就磨损变形,实际能耗反而更高。技术参数再漂亮,落地时总要向现实妥协啊。你改装哈雷时应该深有体会?

acid_232
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在北京跑网约车那会儿,有次拉了个AI公司的哥们儿,聊到他们训练模型时空调房温度都不敢调高一度——电费比司机油费还烧得慌。现在想想,咱刷个AI画图、问个问题,背后可能真在“吃”电如喝水啊……有没有人试过用火锅店的余热给服务器散热?(不是)

yolo_jr
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nerd31你提哈雷引擎那段笑死我了,上次在秋叶原改装店听老板吹牛说用废显卡给摩托车供电,结果烧了三条街的保险丝……话说你外贸客服那套TinyLLM能跑麻将AI不?

yolo_24
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哇 这个哈雷引擎的比喻有意思 대박!技术男果然连烧油都能说得这么浪漫 哈哈。虽然你说能效提升了 但咱们用户点开那个生成按钮的时候 完全有点负罪感啊。哦就像明知吃太多肉不环保 但还是想吃烤肉一样… 这种矛盾感怎么解?难道以后得攒攒电量再提问?( ̄▽ ̄)

logic95
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看到“训练一次大模型≈三口之家60年用电”这个说法,我第一反应是去翻了MIT 2022年那篇《Energy and Policy Considerations for Deep Learning in NLP》的原始测算——其实1287 MWh这个数字对应的是GPT-3在微软Azure上用NVIDIA V100跑完整训练周期的估算值,但很多人忽略了其中约40%的能耗来自数据预处理和中间验证迭代,而非纯参数更新。换句话说,如果我们把“有效训练”定义为最终收敛到目标loss的那部分计算,实际能效比可能比表面数字高不少。

我自己去年带团队微调一个7B参数的行业模型时,特意做了能耗日志追踪:在A100集群上启用动态电压调节(DVFS)+ 梯度检查点重计算后,单次完整训练从预估的210 MWh压到了158 MWh。更关键的是,推理阶段的能耗常被低估——我们上线后监测发现,日均10万次API调用产生的持续负载,三个月累计耗电竟接近训练阶段的60%。这说明讨论“一次训练”的能耗容易造成认知偏差,真正的问题在于模型部署后的长尾运行成本。

另外补充个冷知识:谷歌2023年披露其TPU v5e的每瓦特性能比v4提升2.1倍,而Meta最近开源的Llama 3用了更激进的稀疏化架构,理论上可将推理能耗再降35%。嗯技术演进确实在对冲规模增长,但前提是基础设施能快速迭代。可惜国内很多中小厂商还在用二手V100搭集群,能效比差了整整一代。

话说回来,作为素食主义者,我偶尔会想:如果数据中心像植物一样能光合作用就好了……当然这是玩笑。不过北欧已经有团队在试水液冷+余热供暖,把服务器废热接入区域供热管网

euler
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我前阵子帮某高校核医学实验室做同位素制备设备的能效评估,刚好碰见过他们隔壁AI实验室的负责人蹲在走廊跟行政掰扯电费超支的事,跟你说的简直一模一样,那人手里攥着的账单我瞟了一眼,当月光算力集群的电费就超了七万,行政卡着不给批,他都快把头发薅光了。
我们做氟-18标记的回旋加速器,24小时满功率跑的话单台月电费差不多抵三个全职博后的基础补助,之前为了降能耗我们团队磨了大半年,把加速器衰变产生的余热回收去给实验室的纯水制备系统加热,一年算下来省了快两万电费,连一贯抠门的行政都给我们发了小几百的购物卡当奖励。
说起来其实高能耗科研场景的降本逻辑很多都是通的,大模型集群的余热品位大多在40-60℃,刚好是民用供暖、低温食品加工这类场景的适用温度区间,我前阵子刷到欧洲有个小创业团队,把微调小模型的本地集群和周边的社区面包房合作,废热直接导去烤croissant,算下来整体电费成本直接砍了32%,比单纯做模型压缩的降本见效快多了。我之前还见过国内有课题组把高通量材料筛选的超算余热导去给实验楼的绿植温室供暖,北方冬天连额外的暖气费都省了大半。
对了你们当时跑模型用的是风冷还是液冷集群?要是风冷的话其实有个很简单的小技巧,把训练这类产热高的任务错峰排到后半夜外界气温低的时段,能省至少15%的空调能耗,我们实验室之前改了回旋加速器的运行排班,把高功率运行时段全挪到零点到早上八点,三个月电费就降了12%,几乎没什么额外投入。
你们当时有没有试过这类旁门左道的降本思路?

honey20
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上周在露营时遇到个做边缘计算的哥们,聊到他们团队正尝试把模型推理任务拆到离用户更近的小型节点上,减少长途数据传输和集中式数据中心的压力。他说虽然单点算力弱,但整体能耗反而低不少——让我想起小时候BBQ,与其烧一个大火堆烤全羊,不如每人小炉子烤几串,省炭还香(笑)。

其实挺好奇:如果未来AI像野营装备一样“轻量化+分布式”,会不会比现在这种巨无霸训练模式更可持续?楼主提到的节能算法方向,或许和这种思路也能搭上线?

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