2024 HiMCM Problem B: 概述
主题: 研究高性能计算（HPC）的环境影响。
问题描述
随着全球对高性能计算（HPC）的需求不断增加，包括人工智能、数据科学和加密货币挖矿等领域，这些技术对环境的影响也在加剧。HPC的核心问题在于其巨大的能源消耗，这直接关系到温室气体排放，尤其是当电力来自化石燃料时。除能源消耗外，HPC还涉及水资源使用、电子垃圾、资源耗尽、土地使用、空气质量、化学品使用、社会经济影响、噪声污染及网络架构的环境影响。
要求
- 问题理解: 研究HPC全球年能源消耗，考虑其在满负荷和平均利用率下的情况。
- 模型创建: 构建模型以计算HPC的碳排放量，关注能源来源的不同组合。
- 应用模型:
- 探讨模型在未来的变化，考虑HPC增长、其他领域能源需求的增长及能源组合的可能变化。
- 使用模型估算2030年的问题范围。
- 扩展模型及分析反思:
- 增加可再生能源比例，估算减少的碳排放量，并探讨全面转向可再生能源的挑战。
- 将模型扩展至其他环境影响领域，例如水资源或电子垃圾，并分析其与能源消耗的关系。
- 模型分享与建议:
- 提出切实可行的建议，以减少HPC的环境影响，包括技术和政策性解决方案。
- 假设其中一个建议被采纳，并将其纳入模型。
- 向联合国建议在其未来目标中加入HPC的环境影响。
提交要求: 25页以内的PDF，包括摘要、目录、解决方案、联合国建议书、参考文献和AI使用报告（不计入总页数）。
重点考察内容
- HPC的能源需求和碳排放对环境的影响。
- 不同能源组合对环境影响的差异，尤其是可再生能源的使用。
- HPC对水资源、空气质量、土地及社会经济的影响。