電力へのアクセスがAIの進展を妨げる理由

人工知能(AI)の潜在能力を最大限に引き出すために、インフラの最適化からエネルギー貯蔵ソリューションの実装まで、急成長する AI 業界の電力需要にデータセンターがどのように適応しているかをご覧ください。

コンピュータサイエンティストによれば、私たちが現在目にしている人工知能（AI）は、その可能性に比べてはるかに劣っています。

・ 学生の個性や能力に基づいて教育をカスタマイズできる技術があったらどうでしょうか。

・ 盲目や聴覚障害などの身体的な障害やパーキンソン病やアルツハイマー病などの神経疾患を治療、あるいは克服できる手段が医療にあったらどうでしょうか。

・警察が顔や行動の認識、物体検出などの高度な技術を用いて犯罪を未然に防ぐことができたらどうでしょうか。

AI は短期および中期的に大きな進歩を遂げる態勢が整っています。しかし、AI ベースのテクノロジーの進歩を阻んでいる要因が 1 つあります。それは電力です。

なぜエネルギーの必要性が増すのでしょうか?

データセンターは、主に電力を大量に消費するAIアプリケーションによる需要の急増に対応するため、容量拡大に奔走しています。しかし、電力会社が十分なエネルギー供給を行う能力に制約があります。ほとんどのデータセンターはクラウドコンピューティングのニーズに合わせて構築されてきました。

しかし、AIはその容量を圧迫しています。AIサーバーはクラウドサーバーの約10倍の計算能力を必要¹とし、また、クラウドサーバーよりも10倍の熱を発生させ、液浸冷却などの高度な冷却方法²が必要です。

AIの影響により、業界の専門家は次の15年でエネルギー需要が85%増加し、主要なデータセンター市場がわずか3〜4年³で必要なエネルギーを確保できなくなる可能性があると考えています。

さらに、開発のギャップが存在します。大規模な顧客を電力グリッドに接続するためには、電力会社に2〜4年かかることがありますが、データセンターの建設は18ヶ月⁴で可能です。
幸いなことに、需要曲線を平らにするための対策を講じることができますし、データセンターの開発計画が電力会社にとって魅力的になるのを助けることもできます。

1.潜在的な容量の解放

「潜在的な容量」とは、重要な業務をサポートするために使用することができない設置済みの資産のことを指します。データセンターの「潜在的な容量」は、電力、スペース、および冷却インフラストラクチャに存在します。

例えば、

• 電力と冷却リソースを消費しているが実際には使用されていない、古くて非効率的なサーバー
• より効率的な機器に統合できる、十分に活用されていないサーバー
• 旧式または大きすぎる照明および HVAC 機器
• 重要でない機器やエリアの冷却
• 上げ床のサーバー下の開口部の密閉が不十分で、非効率な状態になっている

データセンターの潜在的な容量を解放することは、現在割り当てられている電力を最大限に使用していることを電力会社に示すだけでなく、リース容量を増やすのにも役立ちます。

2.エネルギー貯蔵システムの導入

データセンターが運用に100 MWの電力が必要であっても、24時間365日それだけの電力が必要というわけではありません。国の多くの地域では、電力会社は年間10〜15日間だけ電力網に負荷をかけることがあります。戦略的に設計された冷却システムを使用すると、ピーク負荷時の使用量の削減にどのように貢献できるかを電力会社に示すことができます。

ピーク需要負荷を抑えるには、一定時間電力会社から「プラグを抜いて」も動作を継続できる必要があります。データ センターをラップトップ コンピューターのように考えてください。電源に接続されている間は充電されますが、バッテリーだけでしばらくは動作します。

エネルギー貯蔵も同様に機能します。利用可能ないくつかの貯蔵技術の 一つを使用すると、電力網から切断する必要があるときに使用するためにエネルギーを節約できます。これには、電気エネルギー貯蔵、バッテリー貯蔵、機械貯蔵、バイオマスなどのアプローチが含まれます。トレインでは、お客様のニーズと用途に応じて適切な貯蔵ソリューションを見つけるお手伝いをいたします。

お客様が検討リストの一番上に挙げている 2 つのソリューションは次のとおりです。
 

• 揚水発電 (PHS):

この技術は、水と重力を利用して発電します。水は斜面を上って盆地に汲み上げられ、エネルギーが必要になるまでそこに貯蔵されます。放出された水は、ポンプタービンを通って下り坂を流れ、エネルギーを生成します。
 

• 熱エネルギー貯蔵 (TES):

Trane Thermal Battery などの熱エネルギー貯蔵システムは、特定の時間にエネルギーを貯蔵し、必要に応じて放出するチラープラントです。たとえば、データセンターは、ピーク負荷時や公共料金が最高になるときに TES に貯蔵されたエネルギーで稼働できます。TES は大きなタンクの水を使用し、夜間のオフピーク時に水を氷に変え、日中に放出します。TES は「完全」または「部分的」貯蔵システムとして設計されており、チラーによる冷却を補うことも、一定期間チラーを完全に置き換えることもできます。

3.再生可能エネルギー源を作る

上記のエネルギー貯蔵システムはいずれも、風力や太陽光などの再生可能エネルギー源で稼働できます。新しいデータセンターに必要なエネルギーは、屋上のソーラーパネルで補えるでしょうか? あるいは小型風力タービン? あるいは地熱でしょうか? 全体の運用に必要なだけのエネルギーを生成する必要がありますが、環境保護を意識したアプローチを示すことで、電力会社との交渉に役立つことがあります。

トレインがサポートできること

トレインの独自のソリューションは、新しいデータセンターの開発や既存のデータセンターの改修に関する考え方を一新する可能性があります。電力網全体を見ると、トレイン独自の技術、エネルギー契約、ITC クレジットは、新しいデータセンターの建設コストを削減するのに役立ちます。電力需要曲線を平坦化することで、次のことが可能になります。

• 新しいデータセンターのコストを 80～85% 削減*
• 地元の電力会社への影響を最小限に抑え、新しいデータセンター建設の障害を排除
• 投資家やテナント、企業のリーダーに対して、環境に配慮したデータセンターの建設に真剣に取り組んでいることを示す

トレインの専門家は、新しいデータセンターの開発、設計、運用についてアドバイスを提供し、冷却やエネルギー利用に関するアプローチを作成するのに役立ちます。また、公益事業との関係を良好にすることができます。私たちが協力することで、AIの潜在能力を最大限に引き出し、世界中の生活の質の向上に貢献することができます。

* 新しいデータセンターの 1 MW あたりの平均コストは 1,000～1,200 万ドル（約19億円　1US$=157JPY）です。