AI 算力浪费严重,从 10%到 60%利用率提升或成新竞赛焦点!
AI 算力:缺还是不缺?
当你正 Vibe Coding 嗨到不行,或者跑着的项目突然停摆,打开 CLI 工具一看,出现「你的额度已用完」字样,心态肯定崩了。你问 AI 公司,得到的答案是「缺算力」。但事情真的如此吗?Epoch AI 的分析师估算,到 2025 年底,OpenAI 等效拥有的算力约相当于 170 万块 H100,而 2023 年是 10 万块,2024 年是 40 万块,两年暴增 17 倍。英伟达市值突破 3 万亿美元,全球科技巨头每个季度砸下数百亿美元抢购芯片。一切都指向:算力就是 AI 的石油,谁囤得多,谁就赢。可每家 AI 公司都在砸重金囤卡囤算力,怎么会差你那点额度呢?
巨量采购,巨量浪费
在播客 Latent Space 的一期节目里,AI 基础设施公司 AMP 的创始人 Anjney Midha 说:「像 xAI 这样的前沿实验室,GPU 利用率可能不到 10%——这只是真正问题的冰山一角。」做个简单换算,MFU(Model Flops Utilization,模型浮点运算利用率)是衡量 GPU 算力真正用于模型计算的指标。花 5 亿美元买一个 GPU 集群,MFU 只有 10%,意味着实际获得的有效算力只相当于花了 5000 万美元,剩下 4.5 亿美元的算力在空转。这些是全世界最聪明的工程团队,花着全世界最昂贵的预算,建造全世界最先进的计算集群,却让 90%的算力闲着,这是一个结构性的行业秘密。
Epoch AI 的分析师 Josh You 在一份被广泛引用的报告中写道:「前沿实验室尚未使用大部分 AI 算力。」他追踪主要实验室的算力增长曲线,发现算力的采购速度远远超过消耗速度,大量计算资源处于「储备」或「闲置」状态。这不是前沿实验室独有的问题,Fujitsu 在其 2024 年发布的《AI 基础设施状态报告》中引用的数据显示,超过 75%的企业在峰值负载下,GPU 利用率仍低于 70%。VentureBeat 基于类似数据判断:「95%的 AI 基础设施开支被浪费了。」一块 H100 的云实例每小时收费 30 到 50 美元,假设一个企业运行着 20 块 GPU 的小型集群,利用率只有 20%,每年因闲置而浪费的计算成本约为 20 万美元,对于拥有数万块 GPU 的前沿实验室来说,这个数字要乘以几个数量级。
这让人想起 1990 年代末美国电信行业的光纤铺设热潮,WorldCom、Global Crossing、Level 3 等公司投入超千亿美元,铺设了数百万英里的光纤电缆,但到 2001 年泡沫破裂时,超过 95%的光纤是「暗光纤」,从未被点亮,从未承载过任何数据。不过,暗光纤问题主要在需求侧,而 GPU 闲置问题更复杂,因为算力需求明明存在,每家实验室都在抱怨算力不够用,每个研究者都在排队等 GPU。供给和需求都有,中间到底卡在哪里呢?
GPU 65% 的时间在等待
曾以为 GPU 利用率低是因为工作负载不够,读了一些基础设施层面的技术分析后才发现不是这样。GPU 更像一位挑剔的米其林大厨,食材品质、上菜节奏、厨房动线,任何一个环节出问题,它都会停下来等。aixenergy 的一项研究揭示,在 AI 训练过程中,GPU 有 30%到 65%的时间处于闲置状态,不是因为没有任务分配,而是因为数据还没准备好,这就是「数据饥饿」问题。
训练大模型需要海量数据,这些数据要经过清洗、标注、分词、打包等预处理步骤,然后从存储系统加载到 GPU 的显存中。GPU 的计算速度以每秒万亿次浮点运算(TFLOPS)衡量,但存储系统的 IO 速度远远跟不上,就像高速公路上,收费站的吞吐量决定实际车流量,不管公路修多宽,收费站一次只能过两辆车,后面全在堵。
arXiv 上一篇关于 GPU 能耗的论文揭示了更隐蔽的问题:即使 GPU 进入「深层空闲状态」,它仍然大量耗电。Epoch AI 的数据显示,GPU 数据中心的总功耗中,约 40%直接来自 GPU 本身。这意味着等待数据的 GPU 不仅没干活,还在烧电。而且,目前行业通用的监控指标「集群级 SM 利用率」,并不能有效反映真实能效。即便监控面板显示 SM 利用率正常,实际上很多计算周期在做「假工作」,这就解释了为什么有些团队报告「GPU 利用率 70%」,但训练速度却远低于预期。用峰值负载利用率来衡量效率,就像用跑得最快的那一次百米成绩,来评估日常通勤速度。当问题出在结构而非规模上时,堆量不仅不能解决问题,反而会让浪费等比放大。
当「用好算力」变成一门新学科
如果问题是结构性的,解法也必须是结构性的。Anjney Midha 在播客中提出「outputmaxxing」——产出最大化。他说目前最佳实践者的 MFU 大概在 60%到 70%之间,而行业均值连这个数字的零头都不到。对于大多数 AI 公司来说,如果能把利用率从 10%提升到 60%,等同于在不多花一分钱的情况下,把有效算力扩大了 6 倍。
这和云计算行业走过的路类似。2000 年代初期,企业的物理服务器平均利用率只有 10%到 15%,每台服务器运行一个应用,剩余算力全部闲置。后来 VMware 带来虚拟化技术,把多个虚拟机塞进同一台物理服务器,再后来 Docker 带来容器化,进一步压缩资源开销。到今天,云服务器的利用率普遍达到 60%到 70%。AI 算力现在的位置就像 2005 年的服务器市场,知道问题在哪,但系统性的解决方案还在酝酿中。
商业模式的变迁正在加速这个转型。早期的 AI 基础设施市场流行「固定费用许可」和「捆绑 Token」模式,企业预付一大笔钱,买下一定量的算力配额,用不完也不退,这种模式天然鼓励浪费。VentureBeat 的分析指出,随着行业逐渐转向按使用量计费,闲置基础设施的成本压力,正在从「被忽略的背景噪音」变成「生产阶段的紧急事项」。
与此同时,环境成本也在倒逼效率革命。Towards Data Science 的分析指出,多数 GPU 的闲置意味着全球 AI 计算的碳排放中,有相当一部分是「无效排放」。GPU 数据中心 40%的功耗来自 GPU 本身,且大量消耗在空转和深层空闲状态上。Fujitsu 在 2024 年发布了一份技术白皮书,标题是「最大化 GPU 利用率」,DevZero、Prodia、Mirantis 等一批基础设施公司也纷纷发文探讨「为何 80%的 GPU 闲置」以及各自的优化策略。
在 AI 竞赛的叙事中,「规模」一直是唯一的主角,谁拥有最多的 GPU、谁训练了最大的模型、谁花了最多的钱,这些是头条新闻的素材,但效率从来不是头条。Midha 的「产出最大化」暗示了一个范式转移:AI 竞赛的护城河正在从「谁能买到更多算力」转向「谁能从同样的算力中榨取更多智能」。前者是资本的消耗战,后者是工程的精密战。这不是一个渐进式的优化问题,而是一门新学科的诞生。每一次基础设施革命似乎都遵循相同的剧本,AI 算力走到了这条弧线的拐点上。不同的是,之前优化的对象是相对「笨」的资源,而这次是正在创造智能的资源。也许,AI 时代最重要的问题从来不是「我们能制造多少算力」,而是「我们已经拥有的算力中,有多少真正在思考」。
