AIが求める大量の水と電力、どうまかなう？ 環境と社会へ配慮したデータセンターの挑戦
AIの急速な進化は、われわれの日常生活や産業を大きく変えつつある。しかし、その裏でAIを支えるインフラストラクチャであるデータセンターにも大きな変革が求められている。 【画像】冷却に水を使用しない次世代データセンター （出所: Microsoft公式Webサイト） AIワークロードの膨大なデータを処理する計算リソース、そしてこれに伴うエネルギーや資源の問題がそうだ。この問題を解決するため、データセンターは、新たな設計思想と技術革新を必要としている。 本稿では、AIの進化に伴うエネルギー需要とデータセンター技術に関する動向に触れ、今後の展望について考察したい。
AI需要で増加するエネルギー消費量と、これに伴う社会への影響
AI需要の高まりによって、国内外でデータセンターの建設ラッシュが起きている。12月4日にはMetaがAI向けに100億ドル規模のデータセンターを米ルイジアナ州に建設する計画を発表した。このようなデータセンターの建設ラッシュは、データセンター事業者やサーバベンダーにとっては特需であるが、さまざまな環境や社会への影響についても配慮が求められる。 まず考えられるのは、気候変動への影響である。AIを使うためには多くの電力が必要となるが、その電力を火力発電でまかなうと、二酸化炭素などの温暖化ガスの排出量が増加する。 国連の報告書「Greening Digital Companies 2024」によれば、AIの開発者でもある米大手クラウドプロバイダー（Google、Microsoft、Amazon）では、操業時の温室効果ガス排出量が2020年から2023年で62％増加したと報告している。 また、データセンターのエネルギー使用量増加によって、発電所の電力供給を圧迫することを防ぐため、規制当局などが介入する事例も発生している。 米テキサス州の電力規制当局では、AIデータセンターを建設しようとする企業に対して、独自に発電所も新たに建設することを提案するメッセージを大手テクノロジー企業に対して送った。また、米連邦エネルギー規制委員会は、ペンシルベニア州で原子力発電所からデータセンターへの電力供給拡大に対して、送電網への影響などを理由に却下した事例もある。 また、データセンターは、冷却用の水も消費する。特に従来の空冷システムでは大量の水を必要とする。空冷でなぜ水が必要なのか。データセンターでは、空調機から冷たい空気を送ってサーバルームを冷やす。冷たい空気はサーバの熱を奪い温かい空気となって空調機に回収される。空調機内では、この温かい空気の熱は水に移されて温水となる。温水は冷却塔へと運ばれ、冷却塔内にあるコイルを通る。このコイルに散布水をかけると、一部の水が蒸発し、気化熱の原理を利用して温水を冷却するため、散布水は補充し続ける必要がある。 米バージニア州にあるデータセンターの集積地では、5年間で水消費量が約6割増加したと英フィナンシャル・タイムズ紙が報じている。 このように、データセンター運営には電力や水といったエネルギーや資源を大量に消費するため、環境に配慮したエネルギーの確保や、データセンターのエネルギー利用を効率化する方法などが求められる。 次に具体的な課題への取り組みについてみていく。
