Nuclear fusion for AI: A pathway to power data centers sustainably
本文认为，核聚变提供了一种可扩展、低碳且可靠的基础负荷电力解决方案，能够独特地满足人工智能驱动的数据中心激增的能源需求，并且在与超大规模计算设施共址的情况下，其在成本、安全性及电网韧性方面可能优于间歇性可再生能源和核裂变。
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想象一下，互联网并非一片无形的数字云团，而是一座永不眠歇、胃口巨大的巨型城市。这座城市的动力源自被称为“数据中心”的巨大仓库，里面装满了计算机。多年来，这座城市增长缓慢，但现在，由于人工智能（AI）和加密货币的推动，它消耗电力的速度比以往任何时候都快。把训练 AI 比作试图教一个超级聪明的机器人写小说：这需要机器人同时阅读数十亿本书，这会让计算机变得极其烫手，并且需要持续、不断流的电力。如果电力闪烁，机器人就会忘记正在做的事情。问题在于，我们目前的电网就像是高峰时段拥挤的高速公路：它正变得拥堵不堪，而我们通常依赖的风能和太阳能等清洁能源，则有点像取决于天气的交通状况。当阳光灿烂或风力强劲时，它们表现出色，但当天气变化时，它们就会停止工作。我们需要一种像超级可靠、始终在线的引擎一样的动力源，它不关心天气，不产生污染，并且能够应对我们新 AI 城市的巨大胃口。这就是“核聚变”理念的切入点——这项技术试图模仿太阳产生能量的方式，有望成为我们数字未来终极的清洁电池。
这篇由麻省理工学院（MIT）研究人员撰写的论文提出了一个重大问题：核聚变能否成为这些大型 AI 数据中心的完美动力源？作者们研究了数据中心的特定需求——例如，它们需要每周 7 天、每天 24 小时不间断地供电——并将此与不同的发电方式进行了比较。他们发现，虽然风能和太阳能很棒，但除非增加昂贵的电池来储存能量，否则它们对于训练 AI 模型这种沉重且不间断的工作来说过于“反复无常”。核裂变（即我们现有的核能类型）非常可靠，但它带来了巨大的安全担忧以及持续数千年的放射性废物问题。
论文建议，核聚变可能是那个“金发姑娘”（意指恰到好处）式的解决方案。它提议可以将聚变电厂直接建在数据中心旁边，就像是专门为那一栋建筑服务的私人发电厂。这将解决电线拥堵的问题，因为电力不需要传输很远。作者进行了一些数值计算和模拟，以观察这是否足够便宜。他们指出，虽然第一批聚变电厂会很昂贵，但未来的版本（被称为“第 N 种同类产品”）磁约束聚变的成本可能约为每兆瓦时 140 美元，或者更低（其他类型的聚变约为每兆瓦时 50.8 至 85.5 美元）。这使得它们的定价范围可以与天然气竞争，但又不会产生污染。
论文认为，核聚变比目前的核能更好，原因有几点。首先，它不会产生像核裂变那样持久且危险的废物。其次，它不会发生堆芯熔毁，因为如果出现任何问题，反应会立即停止，这使得它更加安全。第三，由于它更安全、更清洁，即使是在人们对传统核电感到恐惧的地方，也可能更容易获得建设许可。作者指出，大型科技公司已经在渴望这种动力了；它们承诺要实现碳中和，但其 AI 的增长正导致它们的排放量上升。它们正在寻找一种能够全天候工作的清洁动力，而不只是在阳光照射时才有的动力。
然而，论文谨慎地表示，这并不是一个已解决的问题。它明确排除了仅靠风能和太阳能，而不投入巨额存储和备份成本，就能为这些庞大 AI 中心提供动力的想法。它还指出，我们尚未建造出商业化的聚变电厂，因此成本数字仅仅是基于我们对随着学习建造更多同类产品而变得更便宜的预期所做的估算。作者建议，最好的路径是科技公司与聚变开发商合作，共同建造这些电厂，或许可以从 2040 年前后的较小型版本开始。他们总结道，尽管仍有挑战需要克服，但聚变代表了一种非常有前景且具有战略意义的方式，可以在不烧毁地球的前提下，为我们的 AI 未来提供动力。
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