電力へのアクセス不足が生成AIの進歩に与える影響

データセンターがAI産業の急速な成長に伴う電力需要に対応するために、インフラの最適化やエネルギー貯蔵ソリューションの導入を通じて生成AIの潜在能力を最大限に引き出す方法を探ります。

コンピュータ科学者によると、今日見られる人工知能（AI）は、その可能性と比べるとまだまだ劣っています。以下のような技術を想像してみてください：

• 学生の性格や能力に基づいて教育をカスタマイズする技術
• 盲目や聴覚障害、さらにはパーキンソン病やアルツハイマー病などの神経障害を治療、あるいは根絶する手段を持つ医療
• 警察が顔認識や行動認識、物体検出などの先進技術を使用して、犯罪が発生する前に防ぐことができる技術

AIは近い将来および中期的に大きな進歩を遂げる準備が整っています。しかし、AI技術の進歩を妨げている単一の要因があります。それは、電力です。

なぜエネルギーの需要が増えているのか？

データセンターは、電力を大量に消費するAIアプリケーションの急増する需要に対応するため、容量の拡大に追われています。しかし、電力会社が十分なエネルギーを供給できないため、対応が難しくなっています。

もともと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対応するために建設されましたが、AIの需要が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とし、また10倍の熱を発生させるため、液浸冷却などの高度な冷却方法が必要です。

その結果、業界の専門家は、今後15年間でエネルギー需要が85％増加すると予測しています。また、主要なデータセンター市場は、わずか3～4年以内に必要なエネルギーを確保できなくなる可能性があります。

さらに、開発のギャップも存在します。大規模な顧客を電力網に接続するのに電力会社は2～4年かかる一方で、データセンターは18か月で建設できます。

幸いなことに、エネルギー需要の増加を抑え、データセンターの開発計画を電力会社にとってより魅力的にするための手段があります。

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できない設置済みの資産を指します。データセンターの使われていない容量は、電力、スペース、冷却インフラに見られます。

例えば、

• 古い非効率的なサーバーが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場合
• 十分に活用されていないサーバーを、より効率的な機器に統合できる場合
• 旧式および/または過大な照明およびHVAC機器
• 必要のない機器やエリアの冷却
•  高床下のサーバーの下にある密閉が不十分な開口部が原因で効率が低下している場合

データセンターで使われていない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活用していることを電力会社に示すだけでなく、リース容量の増加にも役立ちます。

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じように機能します。利用可能なさまざまな貯蔵技術の一つを使用することで、電力網から切り離す必要があるときに使用するためのエネルギーを保存することができます。これには、電気エネルギー貯蔵、バッテリー貯蔵、機械的貯蔵、バイオマスなどの方法が含まれます。トレインでは、ニーズや用途に基づいて最適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。

ここでは、お客様が最も検討している2つのソリューションをご紹介します。

• 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、風力や太陽光などの再生可能エネルギー源で稼働させることができます。新しいデータセンターに必要なエネルギーを、屋上のソーラーパネルや小型風力タービン、または地熱で補うことはできないでしょうか？覚えておいていただきたいのは、貯蔵用のエネルギーを生成するのに十分な電力を作り出すだけでよく、全体の運用を賄う必要はないということです。しかし、再生可能エネルギーを利用していることを示すことで、電力会社との交渉が有利になることがあります。

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対する考え方を再定義する可能性があります。電力網全体を考慮すると、当社の独自技術、エネルギー契約、および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、以下の効果が期待できます。

• 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しを提供し、冷却やエネルギー利用に関するアプローチを作成するお手伝いをいたします。これにより、電力会社との関係を有利に進めることができます。ともに協力することで、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。