1 個 AI 模型 = 5 輛汽車終身碳排量，AI 為何如此耗能？

整理 | 彎月 責編 | 鄭麗媛
出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

根據(jù)最新的研究結(jié)果，訓練一個普通的 AI 模型消耗的能源相當于五輛汽車一生排放的碳總量，而 BERT 模型的碳排放量約為 1400 磅二氧化碳，這相當于一個人來回坐飛機橫穿美國。為何 AI 模型會如此費電，它們與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心計算有何不同？

訓練效率低下

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心負責處理的工作包括視頻流，電子郵件和社交媒體。AI 所需的計算量則更多，因為它需要讀取大量的數(shù)據(jù)、持續(xù)學習，直到完成訓練。

與人類的學習方式相比，AI 的訓練效率非常低下?，F(xiàn)代 AI 使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這是模擬人腦神經(jīng)元的數(shù)學計算。每兩個相鄰神經(jīng)元的連接強度都是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上的一個參數(shù)，名叫權(quán)重。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓練則需要從隨機權(quán)重開始，一遍遍地運行和調(diào)整參數(shù)，直到輸出與正確答案一致為止。

常見的一種訓練語言神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法是，從維基百科和新聞媒體網(wǎng)站下載大量文本，然后把一些詞語遮擋起來，并要求 AI 猜測被遮擋起來的詞語。剛開始的時候，AI 會全部搞錯，但是，經(jīng)過不斷地調(diào)整后，AI 會逐漸學習數(shù)據(jù)中的模式，最終整個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都會變得非常準確。

相信你聽說過 BERT 模型，基于變換器的雙向編碼器表示技術(shù)（Bidirectional Encoder Representations from Transformers，簡稱 BERT），這是一項由 Google 提出的自然語言處理（NLP）的預訓練技術(shù)。該模型使用了來自維基百科和其他文章的 33 億個單詞，而且在整個訓練期間，BERT 讀取了該數(shù)據(jù)集 40 次。相比之下，一個 5 歲的孩子學說話只需要聽到 4500 萬個單詞，比 BERT 少3000倍。

尋找最佳結(jié)構(gòu)

語言模型構(gòu)建成本如此之高的原因之一在于，在開發(fā)模型期間，上述訓練過程需要反復多次。因為研究人員需要將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整到最優(yōu)，即確定神經(jīng)元的個數(shù)、神經(jīng)元之間的連接數(shù)以及各個權(quán)重。他們需要反復嘗試很多組合，才能提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的準確度。相比之下，人類的大腦不需要尋找最佳結(jié)構(gòu)，經(jīng)過幾億年的進化，人類大腦已具備這種結(jié)構(gòu)。

隨著各大公司和學術(shù)界在 AI 領(lǐng)域的競爭愈演愈烈，不斷提高技術(shù)水平的壓力也越來越大。在自動翻譯等難度巨大的任務中，如果能將準確度提高 1%，也將被視為重大的進步，可以作為宣傳產(chǎn)品的籌碼。然而，為了獲得這 1% 的提升，研究人員需要嘗試成千上萬的結(jié)構(gòu)來訓練模型，直到找到最佳模型。

隨著模型不斷發(fā)展，模型的復雜度逐年攀高。另一款與 BERT 類似的最新語言模型 GPT-2，其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含 15 億個權(quán)重。而 GPT-3 由于其高精度，引起了業(yè)界的轟動，但其權(quán)重高達 1750 億個。

此外，AI 模型的訓練需要在專用硬件（例如圖形處理器）上進行，這些硬件的功耗普遍高于傳統(tǒng) CPU。如果你的筆記本電腦加載了優(yōu)質(zhì)的顯卡，可以玩很多高端游戲，那么你肯定會注意到這臺機器產(chǎn)生的熱量也比普通電腦高很多。

所有這些都表明，開發(fā)先進的 AI 模型需要大量的碳排放量。除非我們能夠利用百分百可再生能源，否則真的懷疑 AI 的進步與減少溫室氣體排放以及減緩氣候變化，孰重孰輕？是否真的可以功過相抵？

最后，開發(fā) AI 的耗資如此巨大，能夠承擔得起各項費用的公司與機構(gòu)實在少之又少，最終究竟應該開發(fā)哪種模型的決定權(quán)無疑也落到了這群人的手中。

AI 模型訓練應該適可而止

本文并不是要否定人工智能研究的未來，只不過在訓練 AI 模型的時候，我們需要采用更高效的方法，而且應該做到適可而止。

隨著 AI 模型訓練方法的效率提升，相信訓練的成本也會下降。同時，我們需要在訓練模型的成本和使用模型的成本之間權(quán)衡取舍。例如，在 AI 模型準確度到達一定高度后，每提升 1% 都需要付出巨大的精力，而實際得到的收益卻很少。不追求極致，更多地使用“適可而止”的模型，不僅可以降低碳排放量，而且也能為我們帶來更大獲益。

參考鏈接：https://levelup.gitconnected.com/test-driven-development-is-overrated-ad9f0491c11d

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