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过去两年,关于「AI 耗电」的讨论已经从技术圈扩散到公共舆论。
有数据中心在电网排队等接入,有停摆多年的核电站被重新启用,有科技公司开始自己买地、自己建电厂;「小型模块化反应堆」这个原本只出现在核工程论文里的词,已经进了财报电话会的问答环节。
这些都有事实依据:一个万卡级集群的 IT 负载动辄十几二十兆瓦,算上制冷配电约三四十兆瓦——大约相当于一座小镇,或者一个大型产业园。
随之而来的是一个被反复引用、几乎成为理所当然的说法:「AI 是能源黑洞,人脑则是能效神话。一边是机房为训练一个前沿模型烧掉上百万千瓦时的电,一边是三磅重的器官靠一日三餐就能写诗、算账、记住三十年前的一场雨。」
由于对比实在太有画面感,几乎不需要论证,人们就接受了。
但现实有点不一样。
问题出在比较的计量标准上。数据中心电表上的读数是总量,人脑的一日三餐是投入,而效率的定义从来是「产出除以投入」。非要放在一起比,只能比单位产出——每生成一个 token,各自花掉多少焦耳。
而这里恰恰是误导最容易发生的地方。
以跑在英伟达 GB300 NVL72 上的 10T MoE 模型为例,每生成一个 token 的能耗大约 5 焦耳,折算成人类说话与思考的节奏(每秒几个词),运行功率约十几到几十瓦,取上限约 50 瓦;人脑的日常代谢功率约 20 瓦(按每日 2000 千卡、大脑占全身能耗约两成估算)。
在最保守的口径下,两者相差不到一个数量级——属于同一个量级,而非神话与笑话之间的距离。当然,这个「同量级」只在上述口径下成立。
需要说明的是,token 不是思想,只是模型的输出单位,一个大约对应半个到一个英文单词;人脑里「想清楚一件事」没有可比的计量单位。把两者放进同一张表很粗暴,只能回答「量级差多少」,回答不了智能问题——但正因为粗糙,它才值得做:常识里那个「差了几个数量级」的印象,依据的其实是同样粗糙的类比。
真正有意思的地方,在算钱的时候。
以美国工业电价约 8.7 美分一度计(EIA 数据;数据中心走大工业口,取的正是这个价)。人从米饭里摄入热量,把能量折算成钱:按最便宜的生米批发价约 0.2 美元一度,按熟食零售口径约 0.6–1 美元,按正常一日三餐约 1–2 美元(只吃米饭)。
这就意味着,在每度能源的成本上,电网比食物便宜数倍到十倍;而按熟食口径结算,顶级大模型在「每个思想的单位成本」上并不比人脑吃亏;若取能耗区间的下限,它甚至是赢家。
原因其实也挺通俗易懂的,毕竟人脑不吃电,它吃的是来自太阳、再经生物链转化的能量。光到植物,C3 作物的光能转化效率通常只有 1%–2%,再经过食物链每一级约九成的损耗,加上运输、加工、烹饪,最后落到神经元上的那点葡萄糖……早已不是最初那份光子。
数据中心这个黑盒子,接的却是电网批发的电,一路损耗都在个位数百分比。生物的精妙在于用极低的功率完成极复杂的运算,代价是把能量采购的成本推得很高;硅基的做法正好相反,直接大量用电,而电很便宜。
这里还有一层很少被提到的细节。人脑那 20 瓦,绝大部分也是维持性开销:离子泵维持膜电位,细胞做基础代谢,不管你在苦思还是在发呆,这笔「钱」都得付……神经影像与代谢研究的共识是,任务态比静息态多耗的能量只有约 5%。换句话说,人脑的能效之所以显得漂亮,很大程度上是因为它本来就在耗电,思考只是顺带发生的——更别提很多人压根就不思考了。
而如果改按「边际成本」记账,多想清楚一件事只增加约 1 瓦的代谢,折算约 0.1 焦耳/token,人脑立刻又领先几十倍。可见焦耳/token 这张表,从记账方式上就选不出唯一口径——同量级也好,反超也好,都是被口径决定的。这个比较能确定的只有一件事:差距没有常识以为的那么悬殊。
其实硅基的成本账也远没算到头。
兰道尔原理给信息擦除开出的下限是 kT ln2,室温下约 2.9×10⁻²¹ 焦耳/比特。现代 CMOS 每做一次门操作,耗散仍比这个下限高约六个数量级;而一个 token 要流过数百亿次乘加。两个乘数叠起来,才是那几焦耳的去向。这意味——今天所有「AI 即将撞上物理极限」的说法都站不住脚;以及硅基还有很长的下降空间。
反过来再看人脑——它被进化打磨了数亿年,单次突触事件约 10 飞焦,距兰道尔极限比硅基近得多,但仍有数个数量级的余量——它不是贴在边界上,而是把余量花在了别的进化目标上。
把账本摊开,能源只是其中一页,实际上硅基需要的可不仅仅是电。
数据中心的耗水、占地、变压器与铜的供应瓶颈、先进制程的产能,都是实打实的约束,某些地区水资源的压力甚至比电更紧。而且效率提升从来不自动等于总消耗下降。杰文斯在 1865 年就观察到,蒸汽机效率提高之后,英国的煤炭消耗反而暴涨,因为便宜让人用得更多。这个规律放到推理成本上大概率不会例外:电价再降,多出来的算力也会被新的应用填满,总量照旧往上走。
所以这件事的结论,比「AI 其实不费电」微妙得多,这还真不是断水或者为人类挽尊。
「能效」这个是本质上是个汇率问题——你拿什么能量计价,就会得出哪个赢家。
焦耳对 token、瓦特对人生,这张表的每一个格子都可选口径,任何「谁碾压谁」的断言都撑不过一轮追问。
但有一页账是硬的:人类从未给思考开过一张电费单。饭每天都要吃,却从没人把它记进「认知成本」这个科目——我们以为自己赢在能效,可能只是赢在没有记账。
不过话又说回来,人如果没有梦想,那和无忧无虑有什么区别呢?
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