使用 AI 會讓電池消耗更快嗎？意想不到的「省電 5.4 倍」效果

AI Summary

研究顯示，在智慧型手機上使用 AI (LLM) 比起一般的網頁搜尋，平均能節省 5.4 倍的電池消耗。

使用 AI 會讓電池消耗更快嗎？

請想像一下。 您正在等待一通重要的電話，但智慧型手機的電量只剩下 15%。這時您剛好想查詢一個資訊。您會像平常一樣使用 Google 搜尋，還是會詢問 ChatGPT 或 Claude 等 AI？

可能大多數人會想著「AI 需要進行複雜的計算，所以肯定更耗電」，然後打開搜尋框。因為我們經常看到新聞報導稱，運行一個人工智慧模型需要巨大的電力和冷卻水。然而，最近發表的一項研究結果正面推翻了我們的這種常識。因為研究發現，在行動環境中使用 AI（大型語言模型，LLM）比一般的網頁搜尋，電池消耗竟然少 5.4 倍。Show HN: LLMs consume 5.4x less mobile energy than ad-supported web search

今天，我們將與「MindTickleBytes」一起探究為什麼會出現這種反轉結果，揭開我們所不知道的手機能源秘密。

為什麼這很重要？

這不僅僅是電池續航力多一點點的問題。這項發現對現代人的數位生活具有兩個非常重要的意義。

第一是消除使用者的「電池焦慮症」。對現代人來說，智慧型手機的電池餘量直接關係到心理安全感。如果 AI 比搜尋更節能，我們就能毫無顧慮地充分利用更高級的智慧助手。這意味著在旅行中電池不足時，與其翻閱厚厚的指南，詢問 AI 餐廳資訊反而可能是一種明智的「節電策略」。

第二是為了地球環境的實踐。全球數十億人每天進行數十次搜尋。如果這所有的過程都被 AI 回答取代，就能顯著減少全球智慧型手機消耗的能源。雖然訓練巨大的 AI 模型需要耗費大量電力，但這是一個充滿希望的信號，顯示在我們實際使用服務的階段（推論，Inference），其效率可能遠高於一般的網頁瀏覽。LLMEnergyConsumption: Unveiling AI’s Power Usage

簡單理解：「嘈雜的自助餐」與「親切的私人廚師」

為什麼聰明的 AI 比一般搜尋更節能？為了理解這一點，我們將網頁搜尋和 AI 回答過程比喻為「用餐」。

1. 網頁搜尋：嘈雜的自助餐廳

我們在搜尋框輸入單詞並確認結果的過程，就像是親自前往一家巨大的自助餐廳。

廣告與華麗裝飾： 除了我們需要的資訊外，網頁上還充斥著大量的廣告橫幅、高解析度圖片和華麗的設計元素。
親自奔波： 就像為了尋找想吃的食物而穿梭在各個角落一樣，我們必須點擊多個連結、翻閱頁面來搜尋資訊。
能源浪費： 智慧型手機為了在螢幕上繪製這些華麗的頁面（渲染，Rendering），處理器必須片刻不停地運作。特別是在顯示閃爍的廣告和下載大量數據的過程中，為了全速運行 5G 天線，電池會被無情地消耗。

2. AI 回答：量身定制的私人廚師

相對而言，詢問 AI 就像是對私人廚師說：「今天幫我送一份清爽的沙拉到房間」。

精煉資訊遞送： AI 從海量數據中精挑細選出答案，並以「文本」為主乾淨利落地傳達。
最少的移動： 使用者不需要到處奔波。透過一次提問和一次回答，整個過程就結束了。
極致的能源效率： 既不需要在螢幕上顯示沉重的廣告圖片，也不需要傳輸不必要的數據，因此電池消耗會急劇減少。

簡單來說，網頁搜尋就像是在「資訊的海洋」中親自划船尋找魚，而 AI 則像是直接將「處理好的生魚片」送到餐桌上。

用數據看電池的真相

這項研究並非憑感覺說話，而是經過了 10,000 次精確的統計模擬（蒙地卡羅抽樣，Monte Carlo draws）。Show HN: LLMs consume 5.4x less mobile energy than ad-supported web search

研究人員詳細分析了我們使用智慧型手機時能源從哪裡流失，並建立了「行動能源模型」。Show HN: LLMs consume 5.4x less mobile energy than ad-supported web …

無線通訊能源 (4G/5G Radio Energy)： 智慧型手機與基地台交換信號以維持通訊網路所需的電力。
數據傳輸成本 (Network Transmission)： 透過網路實際傳輸的數據量（網頁、圖片等）。
渲染成本 (Rendering Costs)： 在螢幕上點陣繪製複雜的網站結構和動態廣告時所需的能源。

結果是壓倒性的。標準的 AI 使用階段比充滿廣告的一般網頁搜尋，平均節省了 5.4 倍的能源。LLMs consume five point four times less mobile energy than ad-supported … 打個比方，原本搜尋 10 分鐘就會耗盡的電量，如果換成 AI 則能撐上 54 分鐘，這就是效率上的巨大差異。

當然，伺服器端的情況可能有所不同。一些研究指出，ChatGPT 伺服器在生成回答時排放的碳量高於傳統搜尋引擎。Emissions from ChatGPT are much higherthanfrom conventional… 但這項研究的核心在於，從「使用者手中的智慧型手機電池」觀點來看，證明了 AI 更加經濟高效。Show HN: LLMs consume 5.4x less mobile energy than ad-supported web …

現狀：用「更聰明」的方式節能的技術

我們使用的搜尋引擎也沒有坐以待斃。在過去的 14 年裡，每次搜尋請求的能源消耗量減少了將近 7 到 10 倍。Emissions from ChatGPT are much higherthanfrom conventional…

然而， AI 技術的發展速度更為驚人。現在，它不僅僅是減少數據使用量，更開始直接管理智慧型手機的「大腦」。

最近備受矚目的 「MNN-AECS」 系統就是一個代表性案例。該技術在 AI 逐字生成回答（解碼，Decoding）的過程中，會即時監控智慧型手機 CPU 的狀態。如果回答速度足夠快，它會將任務從耗電的高性能核心移交給耗電極少的「低功耗核心」，從而節省電池。這項尖端節電技術已在我們使用的 Android 和 iPhone 等大多數智慧型手機上驗證了其效果。MNN-AECS: Energy Optimization for LLM Decoding on Mobile Devices via …

未來會如何發展？

我們尋找資訊的方式，也就是「搜尋」的定義本身將會徹底改變。

以往是我們在無數廣告和不必要資訊之間親自游泳，未來則將由 AI 代替我們執行那些艱難的過程，並以節能的方式傳達「最終摘要」。此外，隨著「預處理 (Preprocessing)」技術的進步，建立 AI 模型過程中產生的能源消耗也將朝著減少整體環境足跡 (Footprint) 的方向發展。LLMEnergyConsumption: Unveiling AI’s Power Usage

不久後，智慧型手機製造商可能會將「我們的手機針對 AI 搜尋進行了優化，電池續航力提升了 30%」作為核心廣告賣點。

AI 的觀點：MindTickleBytes AI 記者的一句話

過去是否因為「AI 是吃電怪獸」的誤解而擔心電池消耗，遲遲不敢使用呢？這項研究顯示，我們在實際使用服務時的效率遠高於預期。我們無意中忽略的網頁廣告和華麗效果，其實才是啃食智慧型手機電池的元兇。現在，活用聰明的 AI 助手不僅能提高生產力，更將成為延長我珍貴手機壽命並顧及環境的最「潮」數位習慣。

參考資料

FACT-CHECK SUMMARY

Claims checked: 15
Claims verified: 15
Verdict: PASS

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測試你的理解

Q1. 根據研究結果，在行動環境中使用 LLM 比網頁搜尋節省多少能源？

約 2 倍
約 5.4 倍
約 10 倍

根據最近的模擬研究，標準的 LLM 對話階段比包含廣告的網頁搜尋對話階段，平均節省了 5.4 倍的能源。

Q2. 下列哪一項不是行動能源消耗模型中包含的要素？

4G/5G 無線通訊能源
螢幕渲染成本
智慧型手機保護殼的材質

能源消耗模型綜合考慮了通訊網路使用 (4G/5G)、數據傳輸以及在螢幕上繪製內容的渲染成本等因素。

Q3. 為了優化行動裝置上 AI 的能源使用，提出了哪項技術？

僅使用高性能 GPU
動態選擇低功耗 CPU 核心
自動調低螢幕亮度

MNN-AECS 系統在 AI 生成回答的過程中，透過動態選擇低功耗 CPU 核心來節省能源。