下一场人工智能辩论是关于地缘政治的

2024-10-28 04:01:40 英文原文

作者:Jared Cohen

工业革命发生的地方可以重塑全球事务。英国的工业革命使伦敦成为日不落帝国的中心。数字时代从硅谷起飞,美国成为世界领先科技公司的所在地。但如果人工智能引发下一次工业革命,那么这场革命从一开始就将是全球性的。在至少自冷战以来世界事务最混乱的时期,建设维持人工智能革命的基础设施是企业和国家都需要通过的地缘政治考验。

人工智能是一种通用技术。但与以前的通用技术(例如电力或蒸汽机)不同,人工智能工具激增得如此之快,以至于尖端创新几乎在一夜之间就以聊天机器人、图像生成器和“越来越多”虚拟协作的形式广泛应用。-飞行员。人工智能产业还依赖于全球商业合作伙伴网络,其中不仅包括美国和中国的技术,还包括台湾的半导体制造厂、荷兰制造的极紫外光刻机以及其他关键的供应链投入。迄今为止,人工智能的竞争主要是关于前沿半导体的争论,但下一阶段也将围绕地理和权力展开。具体来说,为人工智能工作负载提供支持的数据中心可以建在哪里?谁拥有为运行人工智能工作负载的数据中心提供动力所需的资本、能源和基础设施?

这些关于人工智能未来的问题不仅仅是技术人员的问题。数据中心是人工智能的工厂,将能源和数据转化为智能。行业领导者估计,2023 年至 2026 年间,仅美国几家主要科技公司预计将在人工智能基础设施方面投资超过 6000 亿美元,特别是在数据中心方面。与公司合作托管运行人工智能工作负载的数据中心的国家将获得经济、政治利益。,以及技术优势和杠杆。但数据中心也存在国家安全敏感性,因为它们通常装有高端、出口管制的半导体,政府、企业和日常用户通过它们发送一些最敏感的信息。并且虽然美国领先于中国在人工智能的许多方面,特别是在软件和芯片设计方面,美国面临着数据中心的重大瓶颈。

数据有时被称为“新石油”。但对于数据中心而言,存在一个至关重要的区别。大自然决定了世界石油储备的位置,但各国决定在哪里建设数据中心。而如果美国无法突破国内瓶颈,就需要在国外寻求溢出选择。全球人工智能基础设施建设的可能性为政府和企业提供了实践数据中心外交的机会。


An aerial view shows a giant rectangular building. Suburban houses and trees can be seen in the distance.

鸟瞰图显示了一座巨大的矩形建筑。远处可以看到郊区的房屋和树木。

7 月 17 日,鸟瞰图显示位于弗吉尼亚州阿什本的一个巨大的亚马逊网络服务数据中心。内森霍华德/盖蒂图片社

数据中心对于数字经济和人工智能至关重要。但是数据中心扩建正在碰壁。美国拥有全球多个数据中心,数量达数千个。然而美国老化为这些数据中心供电的能源网正在建设中巨大的压力这是由一系列复杂的因素造成的,包括不断增长的电力需求、延迟的基础设施升级、极端天气事件以及向可再生能源的复杂过渡。与此同时,快速增长的人工智能工作负载推动数据中心需求激增,加剧了电网的脆弱性。

这不仅仅是如何满足这些能源需求的问题,而是在哪里满足的问题。就数据中心而言,美国缺乏供电用地,更具体地说,缺乏支持大型数据中心所需连接的供电用地,加上供应链挑战和漫长的许可时间表新基础设施——对实现公共和私营部门的人工智能雄心提出了挑战。

数据中心电源墙的出现由来已久,人工智能的普及加速了它的到来。每个 ChatGPT 查询都需要几乎是原来的10倍电力作为谷歌搜索进行处理。然而,这样的比例并不局限于一种界面,大多数现代人工智能模型都使用每秒千万亿次计算,每一个都需要能量来运行。这种前所未有的计算吞吐量越来越多地由能源密集型图形处理单元 (GPU) 而不是中央处理单元 (CPU) 提供服务。为了满足不断增长的计算需求,现代 GPU 突破了单块硅片的功耗极限。随着 GPU 的增长,人工智能工具的激增标志着能源需求的再次加速,全球消费者和企业越来越依赖人工智能。

完全依赖于能源和技术等动态且不可预测的领域的预测总是有风险的。但随着计算需求越来越密集,未来数据中心的预期能源需求显然都指向一个方向:上升。高盛研究估计到 2022 年,数据中心使用了美国 3% 的电力,到 2030 年,这一数字可能达到 8%。联邦能源管理委员会的工作人员期望数据中心使用量将从 2022 年的 17 吉瓦 (GW) 增加到 2030 年的 35 吉瓦。国际能源署预测预计到 2026 年,全球数据中心的电力消耗可能会翻一番,这主要是由人工智能推动的。如果数据中心电力需求从 2022 年的 460 太瓦时攀升至 2026 年的 1,000 太瓦时,正如一些人所期望的,这一增长量大致相当于日本的电力消耗量。

即使规模较小,其结果也可能是能源网基本假设的转变,这与美国现代历史上的任何一次转变不同。尽管经济和人口增长,美国和大多数其他主要经济体的电力需求仍然持平甚至拒绝过去二十年。近年来,效率有所提高,电力供应的构成也发生了变化,风能和太阳能等间歇性、零边际成本发电资源的大量建设。与此同时,退役的主要是基本负荷和可调度发电,例如煤炭、核电、老式燃气发电。

人工智能的普及可以解决该技术带来的一些二阶挑战,同时有助于绿色能源转型。例如,美国能源部已突出显示人工智能驱动的电网规划、电网弹性和清洁能源技术材料发现方面的机遇。然而,这些机会并没有改变这样一个事实:各个行业的用户对电网的输出水平和类型的需求日益增长。许多发达市场——电网没有做好准备,也不习惯快速、大规模地适应——在美国、平均交货时间建设新的电网资产长达10年。

即使拥有足够的电力和连接,现有的美国数据中心也无法满足人工智能工作负载不断增长的需求。美国的数据中心主要位于硅谷和弗吉尼亚州北部,尤其是劳登县东部数据中心胡同– 华盛顿特区郊外,那里拥有世界上最集中的数据中心。但空置率已经触及创纪录低点不到百分之三,这意味着大多数设施无法承担额外的工作量。

配备当今的数据中心来处理未来的人工智能工作负载还不是一个可扩展的解决方案——人工智能工作负载具有超高密度,需要集中电源。那些运行高端芯片的芯片通常需要液体冷却,这使得改造在许多情况下变得非常昂贵或复杂。即使进行了改造,在数据中心执行的传统非人工智能云工作负载也不会消失,仍然需要在某个地方执行。要点:美国需要更多的电力和更加差异化的数据中心。

随着人工智能需求的增长,数据中心瓶颈的紧迫性也随之增加。如果没有工作负载所需的电力和传输,人工智能就不可能取得进步。如果不解决,数据中心的电力和空置墙可能会威胁人工智能创新的未来和美国的竞争力。

与此同时,中国正在执行自己的人工智能基础设施领先战略。尽管经济放缓并导致电力需求减少,但该国的能源投资仍然强劲,数十个核反应堆已规划或正在建设中。中国占三分之一世界范围内的清洁能源投资,即使其煤炭产量达到创历史新高2023 年。北京正在利用这一力量推动 2022 年启动的国家数据中心计划,称为“东方数据,西方计算”,其中包括对八个主要数据中心枢纽的 61 亿美元投资。

美国拥有许多在国内竞争所需的工具,应该充分利用它们。这是一个能源丰富的国家产生自 2000 年代初页岩气革命以来,美国的石油产量比任何国家都多。更强大的电网,涵盖多种能源——包括核电、小型模块化反应堆,以及重新启动核电站——可能会改变市场的判断,对美国有利。

但拥有能源储备并不意味着这些资源具有为最终用户服务的传输或连接能力,德克萨斯州二叠纪盆地或北达科他州油田等地的能源资源需要连接到数据中心才能被使用。的服务。国家、州和地方各级复杂的监管和许可流程使得这项任务既耗费资金又耗费时间。

美国过去曾引领国内能源革命。然而,必要的改革和创新并不能保证达到当今技术革命和地缘政治竞争所需的速度或规模,保持领先是竞争的本质。

美国无法实现人工智能自给自足,尤其是在数据中心方面。人工智能软件必须在某个地方的人工智能硬件上运行——问题是在哪里。美国需要制定一份有能力、有意愿且利益一致的合作伙伴名单,以实现安全的全球数据中心建设。


A person with their hands on their hips is silhouetted in front of a bank of monitors showing different views of manufacturing rooms.

一个人双手放在臀部的轮廓出现在一堆显示器前,显示着制造室的不同视图。

2000 年 5 月 1 日,台湾新竹,一名参观者在监视器墙上观察半导体制造过程。大卫·哈同/盖蒂图片社

制定此类数据中心外交策略需要了解并减轻风险。数据中心可能成为网络威胁和间谍活动的目标,尤其是金融和国家安全数据。1973 年阿拉伯石油禁运或 COVID-19 大流行等事件加剧了人们对依赖一个甚至少数外国合作伙伴获取包括数据在内的关键资源的担忧。台湾等热点地区的地缘政治冲突或自然灾害可能会扰乱世界获得半导体的机会,并降低世界增加新计算能力的能力。连接 GPU 的芯片和电缆由以下材料制成关键材料例如锗和镓,它们一直是中国出口管制和禁令的对象。

与此同时,地缘政治竞争正在促使各国转向加强国内控制和数据本地化,或者有时 –主权人工智能,这一运动意味着即使各国可以在其他地方访问数据基础设施,他们也会努力增强其国内能力。国家层面将存在冗余的人工智能基础设施,例如国家和公司购买多余的半导体并建立额外的数据中心,目的是提高国家对经济效率的适应能力。这应该会转化为比我们在云时代看到的更广泛的 GPU 买家群体,当时芯片制造商几乎只向少数购买力高度集中的大型云服务提供商出售 CPU。

当美国考虑自己的建设时,它需要回答有关国内能力和改革的问题,以及可以在国外哪里建设和连接可信数据中心的问题。事实上,每个国家都将面临人工智能工作负载运行地点的艰难选择。什么标准可以指导这些决策?

首先,国家安全和商业漏洞是真实存在的,但并非以往技术竞赛的所有教训都适用。尽管对信任、安全和隐私也存在类似的担忧,但数据中心的争论并不完全类似于早期的 5G 竞争。那么,西方挣扎着为中国华为提供可靠且负担得起的替代方案,中国华为已成为许多国家的主要电信提供商,特别是在全球南方。然而,没有一个国家或公司能够控制数据中心的未来。目前有全球约 8,000 个数据中心由不同的公司集团建造,展示了数据中心建设的广泛潜在合作伙伴。

其次,我们知道什么使得一个位置非常适合托管数据中心。分区和监管框架必须支持或适应高效的基础设施建设。东道国需要获得先进芯片,鉴于中国的人工智能战略和美国主导的多边出口管制,这是一个越来越有争议的话题。数据中心需要高带宽数字连接来向用户传输数据和从用户接收数据。也许最重要的是,数据中心必须全天候(24/7)运行,需要土地能够获得充足、负担得起且可靠的电力。

第三,这场竞争中几乎没有什么因素是不变的。创新可以提高效率并为数据中心建设开辟新的位置。能源公司利用人工智能来提高绩效,特别是在预测电力供应和需求方面。政府业界正在努力提高芯片的效率,已经有了更密集的电路和新的架构减少半导体能源需求规模巨大。同时,大型语言模型工作负载比图像和视频等传统互联网内容需要更少的带宽,并且人工智能应用程序通常具有与传统云服务不同的延迟要求。尽管争论还远未结束,但创新可能使未来的数据中心能够建在距离客户更远的地方。

许多超大规模企业做出了可持续发展承诺,需要更多的可再生能源,例如风能和太阳能。虽然人工智能正在提高效率并加速绿色能源转型,但许多形式的可再生能源目前只能为数据中心提供间歇性或不足的电力。随着公司试图平衡创新与环境目标,这导致对超大规模企业可持续发展承诺的审查更加严格。

满足所有甚至大部分这些标准的位置列表很少,但不是零。其中有成熟的民主国家、在华盛顿和北京之间对冲的国家,以及雄心勃勃的技术领先地位的地缘政治摇摆国家。美国通过其技术领先地位以及与对人工智能未来至关重要的国家的合作关系而拥有优势。将它们视为人工智能摇摆状态。


Large wind turbines stand in a field against a sky with swirling clouds.

大型风力涡轮机矗立在田野里,天空上云朵旋转。

2021 年 10 月 3 日,艾伯塔省乡村克罗斯内斯特高速公路沿线的风力涡轮机,为加拿大庞大的电网提供电力。Artur Widak/NurPhoto 来自 Getty Images

加拿大、美国…顶级贸易伙伴,是数据中心市场的强大参与者。该国拥有大量有电力、网络化的土地,靠近丰富的自然资源和能源。领先的超大规模企业和数据中心开发商最近宣布了在加拿大总计数百亿美元的重大项目,其中包括对能源丰富的阿尔伯塔省的投资。加拿大超过三分之二的能源来自可再生能源,这为希望推进净零目标的数据中心开发商提供了额外的动力。加拿大通过北约、五眼情报联盟作为美国重要盟友的地位以及潜在的未来AUKUS 技术合作伙伴– 随着公司和国家权衡监管和国家安全标准,这一点变得重要。

数据中心让欧洲有机会在技术创新方面发挥主导作用。北欧国家是绿色能源领域的领导者,自俄罗斯 2022 年全面入侵乌克兰以来现在都是北约成员国,它们拥有自己的杰出科技公司,包括电信巨头。他们的连通性、能源可持续性和电力供应长期以来使他们数据中心枢纽对于超大规模企业。凉爽的气候还有助于防止数据中心过热,从长远来看,可能会实现更好的性能水平和更低的成本。

日本和韩国等美国盟友拥有世界领先的技术生态系统,是人工智能领域的关键领导者。日本脱颖而出,在 20 世纪 80 年代主导了全球半导体市场的大部分市场。为了在国内重振该行业,东京正在投资到 2025 年,半导体将占国内生产总值的 0.71%,这一数字远高于包括美国在内的大多数工业经济体。尽管印度的经济和基础设施不如其他潜在合作伙伴先进,但可再生能源构成只有30%其能源使用情况,新德里正在对数据中心进行重大投资,同时通过 Quad 和印度-欧洲-中东经济走廊

华盛顿正在寻求在与中国的全球竞争中合作的一些国家也有潜力托管更多运行人工智能工作负载的数据中心。巴西是一个主要的非北约盟友,产生83%的能源来自可再生能源,主要通过大型水力发电厂尽管在该国部分地区,可靠的接入仍然是一个挑战。越南——现在美国是美国第六大进口来源国——而菲律宾则拥有共同防御条约与美国一样,也是竞争者。

中东阿拉伯海湾国家为人工智能数据中心提供了许多有前景的机会。这些国家的领导人年轻而雄心勃勃,他们的目标不仅是出口石油,还包括人工智能。作为最近来自阿拉伯联合酋长国的一位知名官员强调,“我们错过了第一次工业革命,但我们并没有错过人工智能革命。”

海湾合作委员会由拥有先进数字基础设施的能源丰富国家组成。沙特阿拉伯和阿拉伯联合酋长国一些最高的全球互联网普及率。这海底光缆作为现代互联网的支柱,在红海和波斯湾设有关键节点,90% 的欧亚地区该地区连接亚洲和欧洲的地理位置可以使其在将全球南方带入人工智能时代方面发挥独特的作用。

A person is silhouetted at center down a long dark aisle of servers.

一个人的轮廓出现在一条长长的黑暗服务器过道的中心。

2013 年 11 月 7 日,瑞典拉普兰吕勒奥 Facebook 数据中心的服务器机房。乔纳森·纳克斯特兰德/法新社,盖蒂图片社

资本的激增重塑了中东,使海湾地区的地位与埃及和叙利亚等传统地区领导人相比更加突出。随着对碳氢化合物的历史性和持续的需求——超过全球80%的能源需求仍然通过化石燃料来满足——他们还可以获得数据中心投资所需的灵活、长期的资本。总计 11.3 万亿美元管理者全球主权财富基金,最活跃的 10 个基金中有 5 个位于阿拉伯海湾国家。每个国家和主权财富基金都有不同的策略。尽管如此,它们仍然将石油美元转向能源转型和国内工业(从生命科学到电信再到制造业)的投资。

一个现代化、技术先进的海湾国家领导人看到了与西方建立伙伴关系的更多机会,这符合华盛顿的利益。尽管冲突导致该地区大部分地区的经济增长放缓,但海湾经济体并未受到影响,继续成长。人工智能是这一转型的一部分,因为领导人认识到它将加速海湾国家的国家发展和跨行业的经济多元化。沙特阿拉伯的 2030 年愿景越来越注重技术,为此该国制定了1000亿美元投资计划。阿联酋已做出优惠使该国的投资与美国和其他西方合作伙伴的技术更加紧密地结合起来。随着 2022 年 FIFA 世界杯的举办,卡塔尔自己建设了大规模的基础设施项目。其下2019国家人工智能战略,卡塔尔的人工智能市场已大幅增长并正在帮助多哈转型为知识型经济,拥有能源和航空等行业的国家龙头企业。

这份合作伙伴名单并不详尽,但它展示了技术合作伙伴关系以及商业和地缘政治竞争的一系列地点。随着人工智能工作负载的扩大以及从训练到培训的趋势推理——经过训练的模型得出结论的过程——所需的计算量可能会增长得更快。数据中心外交——主动寻找有能力、愿意且值得信赖的国际合作伙伴;汇集公共和私人资本;识别并解决安全和隐私风险;并激励整个技术堆栈的创新变得越来越紧迫,也更有希望。


纵观历史,革命性技术使新地点对地缘政治至关重要。19世纪,铁路连接了美国海岸,并为资源丰富的欧亚腹地打开了帝国之间的竞争大门。20世纪,电信网络使得在全球范围内即时发送信息成为可能。如今,数据中心的建设为新国家提供了在推动下一次全球工业革命的方面发挥领导作用的机会。

驾驭这场竞争的地缘政治需要公共和私营部门之间的密切合作。并非每个国家都会成为人工智能领域的世界领导者。但能够领导的国家比美国和中国还要多。为了在当今高风险的地缘政治竞争中获胜,美国需要利用其在公共和私营部门的全球联盟和伙伴关系的不对称优势。数据中心建设将地理位置置于技术进步和竞争的中心。如果美国成功了,机器在日常生活中发挥更大作用的未来世界很可能也将是一个人类更加繁荣和自由的世界。

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摘要

人工智能和数据中心的地缘政治格局为世界各国带来了挑战和机遇。随着人工智能工作负载在全球范围内扩展,传统的动力动态正在发生变化,以适应新的技术前沿。美国正在利用四方联盟等国际联盟和印度-欧洲-中东经济走廊(IEMEC)等论坛在与中国的竞争中寻找战略伙伴。这些合作伙伴关系旨在促进创新并确保关键地区数据基础设施的安全。多个国家有望成为人工智能数据中心的东道主,每个国家都具有独特的优势:1. **巴西**:一个主要的非北约盟友,拥有大量可再生能源,主要来自水力发电。尽管在其广阔的领土上提供稳定的电力面临着挑战,但巴西的能源结构使其有利于可持续和高效的计算设施。2. **越南**和**菲律宾**:在共同防务关系和经济合作的推动下,两国日益成为美国的战略伙伴。越南已经是一个重要的贸易伙伴,而菲律宾在地理上靠近东南亚市场。3. **中东国家(海湾合作委员会 - GCC)**:沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国(阿联酋)、卡塔尔、巴林、科威特和阿曼等国家因其先进的数字基础设施和雄心勃勃的领导力而提供了独特的机遇注重技术进步。这些国家的互联网普及率很高,并且正在大力投资可再生能源和数字化转型。- **沙特阿拉伯**:2030 年愿景越来越注重技术,并制定了 1000 亿美元的投资计划,旨在实现石油以外的经济多元化。- **阿联酋**:该国正在加强与西方科技巨头的合作伙伴关系,旨在巩固其作为区域创新和数据中心中心的地位。- **卡塔尔**:利用 2022 年 FIFA 世界杯等重大基础设施项目,卡塔尔的国家人工智能战略刺激了人工智能相关行业的显着增长。### 关键考虑因素- **地理和基础设施**:中东的战略位置连接亚洲和欧洲,使其成为全球数据流量的重要节点。海湾国家大力投资海底光缆,增强其在国际互联互通中的作用。- **资本流动**:海湾合作委员会国家的主权财富基金正在将投资转向可再生能源和科技行业,为人工智能数据中心等大型项目提供长期资本。### 战略合作伙伴关系为了在这一竞争格局中取得成功,政府和私营企业之间的密切合作至关重要。数据中心外交应重点关注:- **确定值得信赖的合作伙伴**:与符合美国价值观和战略利益的国家建立关系。- **汇集公共和私人资本**:吸引政府机构和私营公司的投资,为雄心勃勃的项目提供资金。- **解决安全风险**:确保采取强有力的网络安全措施来保护敏感数据。### 结论应对人工智能基础设施的地缘政治需要采取利用全球联盟的多方面方法。虽然没有哪个国家能够主导人工智能,但培养伙伴关系可以促进全球技术进步和经济多元化。通过 Quad 和 IEMEC 等举措积极与战略合作伙伴合作,美国可以在这一新的技术竞争领域保持优势。最终,成功的数据中心外交可以确保随着机器在日常生活中发挥更大作用,世界仍然朝着人类繁荣和自由的方向发展。