人工智慧（AI）擁有超越上個世紀所有顛覆性創新的潛力，在醫療保健、生產力、教育等許多領域為社會帶來的助益，將超乎我們的想像。為了讓這些複雜的AI工作負載得以運作，全球資料中心所需的運算量也將急速成長。然而，這永無止盡的運算需求反映了一大挑戰：資料中心需要無比龐大的電力，才能推動這項突破性技術。

當前資料中心的用電量已經十分驚人：全球每年需要460太瓦/時（TWh）的電力，相當於德國全國的用電量。預計在2030年前，AI的崛起將讓這個數值成長3倍，超過印度這個全球人口最多國家的總用電量。

未來的AI模型將持續擴大且更加聰明，進而刺激對更多運算的需求，對電力的需求也將隨之增加，形成互相推升的循環。如何找到降低大型資料中心用電量的方法，對於如何突破社會發展與實踐AI承諾來說相當關鍵。

換句話說，沒有電力就沒有AI。

企業必須重新審視全局以因應能源效率問題。

重新構想AI未來：由Arm驅動的未來

追求能源效率是Arm的DNA。Arm最早推出的產品即是運用電池供電，並啟動了手機革命。這讓業界重新思考如何打造晶片，以滿足對AI日益成長的需求。

在一個傳統的伺服器機櫃中，光是運算晶片就可消耗超過50%的電力預算。工程師們正在設法減少這個數值，每一瓦電力都很重要。

在探尋解方的過程中，全球最大的AI超大規模運算業者紛紛改採Arm解決方案來降低用電量，這並不令人意外。相較於市場上的其他方案，Arm最新的Neoverse CPU是效能最高、能源效率最佳的雲端資料中心處理器。Neoverse提供超大規模運算業者客製化晶片的彈性，將要求嚴苛的工作負載最佳化，同時提供先進的效能和能源效率，省下的每一度電都可以投入更多的運算。這就是現在Amazon、Microsoft、Google 和Oracle都採用Arm Neoverse技術，來處理通用型運算，與進行基於 CPU 的 AI 推論和訓練的原因。Arm Neoverse正成為各雲端資料中心的實質標準。

請參考近期發表訊息中的數據：

‧ AWS基於Arm架構的Graviton：相較於市場競品，Amazon Sagemaker的AI推論效能高出25%，Web應用程式效能高出0%，資料庫效能高出40%，能源效率則提升60%。

‧ Google Cloud基於Arm架構的Axion：支援基於CPU的AI推論和訓練、YouTube、Google Earth等服務，相較於競品的傳統式架構，效能高出50%，能源效率提升60%。

‧ Microsoft Azure基於Arm架構的Cobalt：效能比市場競品高出40%，支援 Microsoft Teams等服務，並與Maia加速晶片結合，推動Azure的端對端AI架構。

‧ Oracle Cloud基於Arm架構的Ampere Altra Max：相較於傳統的競爭者，每機櫃伺服器的效能高出2.5倍，用電量降低2.8倍，並已用於生成式AI推論模型：LLM 訓練的資料彙整、標記，以及批次推論使用場景。

顯然Arm Neoverse已大幅提高雲端通用型運算的效能和能源效率。然而，客戶現在發現加速運算也能帶來同樣的效益。大規模AI訓練需要獨特的加速運算架構，例如 NVIDIA Grace Blackwell平台（GB200），它將NVIDIA的Blackwell GPU架構與基於Arm 架構的Grace CPU相結合。相較於使用同級LLM架構的NVIDIA H100 GPU，基於Arm 的運算架構可實現系統級設計的最佳化，將用電量降低25倍，並將每個GPU的效能提高達30倍。這些最佳化能夠帶來顛覆性的效能和節能效果，歸功於 Arm Neoverse 能實現前所未有的客製化晶片的彈性。

隨著Arm部署規模的擴大，這些企業在資料中心總用電量可望節省高達15%。省下的龐大電量，將可用於在相同的功耗範圍內提升AI能力，而無需增加用電。具體來看，這些省下的電力可以用來執行20億次ChatGPT查詢，支持四分之一的日常網路搜尋流量，照亮 20% 的美國家庭，或者為類似哥斯大黎加面積相仿的國家提供電力。

這對能源消耗和環境永續產生了驚人的影響。

從基礎面來看，Arm CPU正在驅動AI革命，同時造福地球。

AI運算的未來建構於Arm之上。

（本文作者Rene Haas為Arm執行長）

*刊頭圖（source : Arm）