中國與美國要兌現token經濟學,都需要用電力來破題。兩國情況各有不同。美國的問題在于缺電,發電與電網基礎設施落后,token產出規模受限于電力規模;中國的問題在于用電力換算力,相對低能效的硬件,推高了token單位成本。
在上周的采訪中,微軟CEO納德拉(Satya Nadella)認為,現在與其說是缺卡,,電力與就近數據中心的建設速度,限制了token的產出與變現。電不到位,通電的建筑(Warm Shell)不到位,GPU再多也只能躺著吃灰。
美國巨頭之間新一輪AI基礎設施投資高潮,已經變成了一場電力競賽。扎克伯格也說,如果能獲得能源,Meta就可以建立比現在更大的集群。它們的電或者來自公共電網,或者自建表后電力(behind-the-meter),或者兩者結合。但每一項都不簡單。尤其是ChatGPT智能體,算力巨獸。美國的數據中心,正在從1GW級穩步邁向10GW級。Crusoe就聲稱,目前正在建設中的懷俄明州單一數據中心,一期目標1.8GW,遠期目標10GW。
目前巨頭自建離網電力,迄今還沒有達到1GW級別的。它涉及到大規模天然氣管道等基礎設施的建設與燃氣輪機的部署。但是,即使電力主要來自公共電網,在電力規模不斷擴展的趨勢下,同樣困難重重。
研究機構EpochAI分析稱,因為市場時不時擔心AI泡沫,出于對需求方“跑路”的擔心,美國的公用事業公司,通常不愿簽署非常大的購電協議,也不愿對輸電基礎設施進行相應的資本投資。當然,OpenAI的奧特曼估計也不愿意親自和電力簽長約,上周他就說,“如果極廉價能源在短期內大規模上線,很多人會被自己簽過的長約反噬”。
還有一個重要原因在于,數據中心規模與負荷越來越大,將對老舊的電網帶去風險。美國最大的公用事業公司NextEra的首席執行官John Ketchum就稱,支撐1GW需求相對容易,但要容納5GW需要“一些工作”,更不用說10GW了。而且,即使美國最高容量的765kV雙回路電壓走廊,長距離也只能承載6-7GW容量規模的數據中心。
硅谷巨頭已經多次向白宮喊話,索要產業政策的支持。面對白宮征詢AI行動計劃(AI Action Plan)意見,,主要是電力系統。谷歌已經看到,創新需要迫切地從芯片(Chip)轉向電網(Grid)了。此后,白宮也確實將“發展與人工智能創新速度相匹配的電網”,寫入了“建設美國AI基礎設施”這一章節,包括探索利用現有承載量的創新方法,優先考慮可靠、可調度電源的互聯,并擁抱技術前沿的新能源發電來源。
上周,OpenAI繼續向白宮建言,要和中國在AI上競爭,美國必須每年新增100GW的電力容量。去年,美國新增裝機51GW,中國新增429GW,“電力鴻溝”巨大。
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中國的發電量是美國的兩倍多,電網比美國更加“堅強”,但是,中國的AI基礎設施也有自己的“電力”難題。它建立在國產芯片的基座之上,后者在能效等方面仍然處于劣勢。隨著多模態模型與智能體協作的滲透,中國巨頭對于算力的需求,向百萬張卡級別邁進也是時間問題,低能效的短板會進一步放大。字節跳動的日均token調用,從今年5月的16.4萬億攀升至9月的30萬億,4個月翻了一倍。
在token經濟學中,token成本是相當重要的組成部分。對于市場化的互聯網巨頭而言,token的成本就是AI基礎設施的競爭,既包括硬件之上的軟件與工具,也包括硬件本身,當然還包括讓這些軟硬件運行起來的電力與冷卻系統。
長期而言,缺芯片的中國,正在舉國攻關芯片和計算效率的突破。最重要的長期戰略之一,就是維護國產算力生態健康有序地競爭與創新。在產業方面,DeepSeek等開源模型廠商正在牽引著芯片廠商軟硬件協同設計;在資本方面,A股也在加速迎接摩爾線程與沐曦股份上市,壁仞科技、礪算科技與燧原科技也在推進中;在政策方面,國家也出臺多項政策鼓勵數據中心使用國產芯片,尤其是央企與政務相關。
這意味著,如果互聯網巨頭為長期戰略選擇國產芯片,也就在短期內承擔了國產芯片用電力換算力的相對成本。在國內,一個家主流云廠商,1GW的全年電費,大概在80-90億元。
上半年,華為CloudMatrix 384發布,被。相比當時英偉達最新推出的GB200 NVL72,它差不多在總算力上提升了1.7倍,但全系統能耗相應提高了3.9倍。為方便比較,不考慮單位內存或單位帶寬的能耗,僅比較單位算力性能,那么,GB200 NVL72的約為0.81pJ(皮焦耳)/ FLOP,而CloudMatrix 384約為1.87pJ/ FLOP。相當于,超節點每執行需要1個FLOP的算力的任務,CloudMatrix 384就要比GB200 NVL72多消耗130%的電力。
下半年,華為在全聯接大會上展示了昇騰AI芯片4年5款產品的路線圖,以及更強大的Atlas 950 SuperPoD和Atlas 960 SuperPoD超節點,在卡規模、總算力、內存容量、互聯帶寬等關鍵指標上全面領先,不過沒有披露最新的能效數據。考慮到在中國先進制程等半導體設計與制造領域,尚未追平全球最領先的水平,單位能效的差距在短期內也無法迅速抹平。
補貼等產業政策仍然可以與支持國產算力生態形成組合拳。甘肅、貴州和內蒙古等省份的工業電力單位成本,比中國東部更發達的沿海地區低約 30%,隨著算力樞紐補貼采用國產芯片的數據中心,電價已經降至每度電4毛錢(5.6美分/kWh)以下甚至更低;而根據美國能源信息署8月份發布的數據,美國工業電力平均成本約為9.1美分/kWh。這相當于,中國AI生態每執行需要1個FLOP的算力的任務,花費的電費相當于美國AI生態的140%。這還沒算上更低能效帶來的更大的散熱用電需求。
但是,一旦中國與美國的AI競爭擴展到全球,相應的補貼優勢就會削弱。這就得進一步依靠模型效率與芯片能效的提升,以及新能源與儲能出海的配合了。
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