2021年4月27日掲載 ITトレンド全般 InfoCom T&S World Trend Report

データセンター市場動向 ~ハイパースケール化の進展とエッジ、グリーン化への対応



データセンター市場では活発な動きが続いている。COVID-19は引き続き世界全体と日本に深刻な影響をもたらしているが、それでもデータセンター市場は底堅い成長力を保っている。Gartnerの予測[1]によれば、世界全体のデータセンターインフラストラクチャーへの支出は、2020年こそ前年比10.3%減の1,880億ドルとなったものの、2021年には前年比6.2%増の2,000億ドル(2019年比では4.7%減)まで回復し、2024年まで成長が続くとされている。一方で、ハイパースケール化の進展やエッジコンピューティングの普及、そして環境問題に関する意識の高まりは、事業者やその他のステークホルダーに変革を迫っている。本稿では、前回(2020年7月号)の拙稿に引き続き、動きの速いこの市場に着目し、グローバル、国内の各事業者の動きについてご報告するとともに、今後予想される動向や課題についても検討したい。

引き続き進むハイパースケール化

まず、データセンター市場における最近の動向について見ておきたい。最も着目すべき動きの一つは、やはり大手クラウド事業者等によるハイパースケール化であろう。

世界的にハイパースケールデータセンターの開設が続いている。2021年1月、調査会社Synergy Research Groupは、2020年にハイパースケールデータセンターが全世界で597に達したと発表した[2]。同社によれば、その39%が米国にあり、10%は中国にあるとされている。また事業者単位で見た場合、Amazon、Microsoft、Googleで全体の半数以上を占めるとみられている。この3社に加え、Oracle、Alibaba、Facebookも2020年に活発にデータセンターの開設を進めたとされている。この動きは現在も続いており、Synergy Research Groupは219の新たなハイパースケールデータセンターが、計画もしくは建築のさまざまなステージにあるとみている(図1)。

【図1】世界のハイパースケールデータセンター数

【図1】世界のハイパースケールデータセンター数
(出典:Synergy Research Group / Statista 2021/1 *は想定)

日本でも活発な動きが見られる。Synergy Research Groupによれば世界のハイパースケールデータセンターの6%は日本にあるとされている。また、インプレスは、国内のラック数においても、2024年にはハイパースケールデータセンター型がリテール型を累積ラック数で逆転すると予測している[3]。この予測によれば、リテール型のラック数はほぼ横ばいであるのに対し、ハイパースケールデータセンター型だけが増加を続けるとされている。実際、最近でも、Googleが2019年5月に千葉県印西市の「Goodman Business Park」でデータセンターの建設用地を取得したことが明らかになっている。また、Equinixはアジア初のハイパースケーラー向けデータセンター(xScaleデータセンター)となる「TY12x」を2021年3月1日に開設したと発表した。こちらも印西市にある。他にも、Coltなど、データセンター事業者によるものも含めて印西市ではデータセンターの新設が相次いでおり、新たなデータセンターの集積地となる様相を呈している。

Equinixの「xScaleイニシアチブ」は、ハイパースケーラーの高まる需要に応えると同時に、約1万社以上の顧客企業で構成されるEquinixのエコシステム内でも、ハイパースケーラーへのより早くて快適なアクセスを実現するもので、合弁事業パートナーとの共同事業として実施されており、日本、フランスおよびブラジルを含む世界複数拠点に30億USドル(約3,200億円)規模のxScaleデータセンターを建設する事業計画が進んでいる。EquinixのxScale担当マネージング・ディレクターのKrupal Raval氏は、「EquinixのxScaleデータセンターは、ビジネスエコシステム、インターコネクションサービス、当該地域のマーケットに関する知識といった『Platform Equinix』独自の価値をハイパースケーラー向けに提供する。当社のxScaleデータセンターは、クラウド、ビッグデータ分析、さらにストレージタスクのために数千台のサーバーに渡る大規模なスケーリングなど広大なスペースと大量の電力を必要とするハイパースケーラーの技術面、運用面、そしてプライシングに関する要件を満たしている」と同社のプレスリリースでコメントしている。TY12xの開設に続き、Equinixは現在大阪でもxScaleデータセンター(OS2x)を着工しており、2021年第4四半期に完成予定である。さらに、日本で3つ目となるxScaleデータセンターの計画も進行中であるとしている[4]。

Synergy Research Groupによれば2、世界のハイパースケールデータセンターの70%以上が、データセンター事業者からリースされている施設もしくはハイパースケールオペレーターのパートナーが所有している施設にあるとされている。すなわち、大手クラウド事業者等のハイパースケーラー自身が建築し所有するデータセンターよりも、データセンター事業者やパートナーの施設の方がまだまだ多いということである。ただし、Equinixのリリースにもある通り、ハイパースケーラー向けのデータセンターでは、規模に加えて技術、運用、価格のすべてでリテールと異なる対応が求められる(ちなみに、日本においては、英語対応といった課題も指摘される)。リテール型の「伸びしろ」が小さくなる中で、ハイパースケーラーを呼び込もうとするデータセンター事業者間の競争もますます激しくなるものとみられる。

エッジコンピューティング(MEC)の普及

エッジコンピューティング(以下「MEC」と表記。MECはMulti-Access Edge Computingの略)の普及が進んでいる。MECの動向に関しては2020年3月号の拙稿他を参照いただきたいが、こうした状況もデータセンタービジネスに影響を与えており、周縁部に移動するデータをホストする動きが出てきている。

米国に本拠を置くタワー事業者American Towerは、米国内でMECビジネスを強化しており、2020年に米国6都市でサービスを開始した。

これは、同社が持つ既存のタワーインフラストラクチャーの用地を活用し、アンテナの用地(足元)にエッジデータセンターを置くものである。コロラド州デンバー、ボルダー、ペンシルベニア州ピッツバーグ、ジョージア州アトランタ、フロリダ州ジャクソンビル、テキサス州オースティンで展開されている。大きさはロケーションにより異なり、160~360スクエアフィートで、各々に4~8のラックが設置されている。いずれも電源に関して99.9%のアップタイムがあり、また、UPSと発電機も備えている(図2)。

【図2】American Towersのデータセンター

【図2】American Towersのデータセンター
(出典:American Towersサイト
https://www.americantower.com/Assets/beta.americantower.com/
uploads/images/heroes/edge-data-centers.jpg)

ただし、報道によれば[5]、同社のエッジデータセンターは、現時点では基地局を利用しているモバイル通信事業者(MNO)のネットワークとの接続に関するメリットを訴求していない。接続性については、多くの顧客が既存のサービスプロバイダーによるダークファイバーを利用しているとされている。つまり、ユーザー企業から見れば、同社のエッジデータセンターは、あくまで地理的な場所が有利であれば使うだけの存在である(図3)。

【図3】American Towersのエッジデータセンター

【図3】American Towersのエッジデータセンター
(出典:American Towersサイト)

さらに同社は、計画の「フェーズ2」で、基地局を利用する通信事業者との関係を強化するとしている。同社は「5Gのために、通信事業者がより多くのサービスをエッジに移動し始めると、通信事業者はタワーに接続されたエッジデータセンターにスペースを持つようになる」「企業とMNOが同じ場所を共有するようになる」と述べている。言い換えれば、同社が「フェーズ2」においてデータセンターのユーザーとして期待しているのは、企業に加え、通信事業者であるとみられる。MECでサービスを拡大、強化したい通信事業者に、基地局のロケーションでのサービス提供を可能とするための設備を提供し、新たな収益源としようとしているのだろう。

このような取り組みは他にもある。エッジコンピューティングのスタートアップVapor IOは通信インフラのリースを行うCrown Castleと提携してサービスを提供している。Vapor IOも通信事業者がエッジデータセンターのユーザーとなることを期待していると言われている。

進むグリーン化

ハイパースケーラー向けデータセンターを中心として、データセンターの高集積化(大型化、大量電力消費化)が進んでいる。これは高機能化(品質を含む)とコスト効率性を求めるものだが、それに加えていかに環境負荷を削減するか、特に二酸化炭素の排出量を実質的に下げるかが現在の大きな課題となっている。大手ハイパースケーラーは競ってこの分野での貢献をアピールしている。欧州などで、政府の側からステークホルダーへ環境対策の実行を働きかける動きも大きい。日本でも、2020年10月に政府による「2050年カーボンニュートラル」宣言が行われ、それを受けた「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」においてもデータセンターが大きく取り上げられ、注目を集めている。

最初にハイパースケーラーの動きを見てみたい。Googleは2007年にカーボンニュートラルとなり、2017年エネルギー使用量のすべてを再生可能エネルギー購入量に一致させたとしている。そして同社は、2030年までに、世界中のすべてのデータセンターとキャンパスで、常に無炭素エネルギーで事業を行うとしている[6]。Amazonは100%再生エネルギー利用を2025年までに、脱炭素化(net zero carbon)を2040年までに実現するとしている[7]。Facebookは2021年時点で同社事業における温室効果ガスゼロ化(net zero greenhouse gas emissions)を達成しており、2030年には、バリューチェーンを通じた温室効果ガスゼロ化を実現するとしている[8]。Microsoftも、2025年までに再生可能エネルギーに完全にシフトするのに加え、2030年には、サプライチェーン全体で、毎年排出するCO2より多くのCO2を除去する「カーボンネガティブ」を実現するとしている[9]。各社とも事業規模や豊富な資金力、技術力をもとに大規模かつ先進的な取り組みを行っており、各社の本業における寡占化やデータの集中などで批判を受けがちな中で、「グリーン化」に関しては、持続可能な社会の実現に貢献しているとのアピールに成功しているように見える。

EUや欧州各国の政府も積極的な動きを見せている。EUは2020年2月に公表した「Shaping Europe’s Digital Future」でデータセンターが2030年までにカーボンニュートラルとなることを求めている[10]。これを受けて、2021年1月、大手クラウドインフラ事業者とデータセンター事業者など25の企業と17の協会が、2030年までに欧州のデータセンターを気候中立にするための自主規制イニシアチブ「Climate Neutral Data Centre Pact」に署名している[11]。対象領域として、測定可能な目標によるエネルギー効率化、100%無炭素エネルギーの購入、節水の優先、サーバーの再利用と修復、熱のリサイクルの探求が挙げられている。署名企業にはEquinix、Digital Realty / Interxion(Digital Realtyが買収)、NTT、DigiPlexや、AWS、Googleなどが含まれている。

北欧諸国の政府や事業者は熱のリサイクルを推進している。ノルウェー政府は2021年2月、データセンターや他の大規模な電力ユーザーに対し、地域暖房システムへの廃熱提供を検討するよう要請した。大量にエネルギーを消費するプラントを建設する、あるいはアップグレードするすべての企業に、廃熱を使用できるかどうかの確認を求めている。なお、DigiPlexなど、一部のノルウェーのデータセンター事業者は既に地域暖房システムへの熱供給を行っている[12]。

また、データセンターの節電に関する研究も進んでいる。一例として挙げると、スウェーデン北部のBodenで行われている「Boden Type Data Centre」プロジェクトでは、EUの研究開発プロジェクト「Horizon 2020」の出資を受け、「世界で最もエネルギーとコストの効率性が高いデータセンターのプロトタイプを作る」取り組みが行われている[13]。冬には雪が多く、平均気温が氷点下となるBodenでは、さまざまなタイプのデータセンターに関する実験が行われているが、外気を活用した冷却により、PUE1.02未満を実現したことが報告されている。なお、この地域では実験が行われているだけでなく、電力、ネットワーク環境も整備されており、近隣のLuleå(ルーレオ)にはFacebookのデータセンターが存在するなど、データセンタービジネスが活発に行われている(図4)。

【図4】Boden Type Data Centre

【図4】Boden Type Data Centre
(出典:Boden Type DC projectサイト)

日本の動きも見ておきたい。政府は、「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」で、「『半導体・情報通信産業』については、(1)デジタル化によるエネルギー需要の効率化・省CO2化の促進(『グリーンbyデジタル』)と、(2)デジタル機器・情報通信産業自身の省エネ・グリーン化(『グリーンofデジタル』)の二つのアプローチを車の両輪として」進めるとしている[14]。そして、「グリーンbyデジタル」「グリーンofデジタル」両方でデータセンターが課題として取り上げられている。「グリーンbyデジタル」の課題としては、日本では、(1)電力コストが高い、(2)効率的な脱炭素電力の購入が困難、(3)大規模なエネルギー需要の場合、電力インフラへの接続に年単位の時間を要することからデータセンター立地が進まないとして、データセンターの国内立地を促進するとしている。また、「グリーンofデジタル」では、実質的なCO2削減の観点からは電気機器、データセンターや通信ネットワークでの更なる省エネ化や再エネ利活用等の省CO2化を促進することが重要として、パワー半導体や、情報処理に不可欠なメモリなどの半導体、データセンター、情報通信インフラの省エネ化・省CO2化・高性能化を進めるとしている。そして、データセンターについては、2030年までにすべての新設データセンターの30%以上の省エネ化、国内データセンターの使用電力の一部の再エネ化を目指し、半導体・情報通信産業として、2040 年のカーボンニュートラル実現を目指すとしている。政府が半導体に言及していることにも留意が必要であろう。データセンターのエネルギー効率化は内部で利用される機器の効率化なくしては不可能である。

ただし、現状としては、日本のデータセンターでの再生エネルギーの活用は少ないことも指摘されている。一部の先進的なデータセンター以外の多くはグリーン化よりも、安定的な受電を含めた品質の確保とコスト効率化に注力してきていることが推察される。福島原発事故による負担もあり、厳しい状況に置かれていることは否めないだろう。

まとめ

データセンター市場の動向についてハイパースケール化、エッジコンピューティングの進展、グリーン化の3点から見てきた。ハイパースケーラー向けデータセンターの割合が増す一方、エッジコンピューティング関連サービスが徐々に進展している。あわせて、政府や大手グローバル企業主導で、世界レベルでのグリーン化が進行している。データセンター事業者はユーザーの変化、サービスの変化、そして短期的なコスト効率化とは両立しない可能性のあるグリーン化に取り組む必要がある。

総務省主催の「インターネットトラヒック研究会」で日本データセンター協会事務局長の増永氏が「メガクラウド本社のつぶやき」として、以下のように記載している。「印西にDCを作り始めたが、日本は土地は高いし、電気は高いし、工期は時間かかるし、ゼネコンは言うこと聞かないし。インドネシアの方が良いんじゃない、ケーブル引けば日本へのサービスできる。」(原文ママ)[15]。そして、グリーン化についても、ユーザーがデータセンター、すなわちデータを置き、処理する場所を世界中から選択するにあたって、より重要な評価ポイントになりつつある。もちろんデータ主権やセキュリティなどその他の観点もあるが、日本のデータセンター事業も、これからますますこのような競争にさらされることになるだろう。

データセンター事業者は、世界各国・地域で、機能、コスト、グリーン化の各条件を満たす非負の解を求めながら競争を続けることになる。条件を満たす事業者と市場(国・地域)が成長する一方、適応できない事業者はユーザーの支持を失い、適応できない市場にはデータセンターが置かれなくなるのだろう。もちろん、データセンター事業の個別最適だけでなく、ITサービス事業、ひいては社会全体としての最適化が求められることは言うまでもない。今後の動きについて引き続き注視し、ご報告したい。

[1] Gartnerニュースリリース https://www.gartner.com/en/newsroom/press- releases/2020-10-07-gartner-says-worldwide-data- center-infrastructure-spending-to-grow-6-percent-in-2021

[2] Synergy Research Groupの発表 https://www.srgresearch.com/articles/microsoft- amazon-and-google-account-for-over-half-of-todays- 600-hyperscale-data-centers

[3] インプレス「データセンター調査報告書2021」 https://research.impress.co.jp/report/list/dc/ 501070

[4] Equinixプレスリリース https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000022. 000048280.html

[5] Fierce Wireless記事 https://www.fiercewireless.com/tech/american- tower-has-deployed-6-edge-data-centers-at-tower- sites

[6] Googleの発表 https://blog.google/outreach-initiatives/ sustainability/our-third-decade-climate-action- realizing-carbon-free-future/

[7] AWSの発表 https://sustainability.aboutamazon.com/ https://sustainability.aboutamazon.com/about/the- climate-pledge

[8] Facebookの発表 https://sustainability.fb.com/asset/net-zero- commitment/ https://sustainability.fb.com/our-climate- commitment/

[9] Microsoftの発表 https://blogs.microsoft.com/blog/2020/01/16/ microsoft-will-be-carbon-negative-by-2030/

[10] European Union, Shaping Europe’s Digital Future

[11] Climate Neutral Data Centre Pact https://www.climateneutraldatacentre.net/
Climate Neutral Data Centre Pact commits European cloud and data centre industry to ambitious sustainability action https://www.climateneutraldatacentre.net/2021/01/21/climate-neutral-data-centre-pact-commits- european-cloud-and-data-centre-industry-to- ambitious-sustainability-action-2/

[12] Datacenter Dynamics記事とノルウェー政府の発表 https://www.datacenterdynamics.com/en/news/ norwegian-government-demand-data-centers-try- plugging-district-heating-systems/ https://www.regjeringen.no/no/dokumenter/horing-energieffektiviseringsdirektivet-artikkel-14.5/ id2835098/

[13] Boden Type DC projectサイト https://bodentypedc.eu/news-calendar/news/22-- european-commission-presentation

[14] 内閣官房、環境省サイト https://www.cas.go.jp/jp/seisaku/seicho/ seichosenryakukaigi/dai6/index.html https://www.env.go.jp/earth/2050carbon_neutral. html

[15] 総務省 「インターネットトラヒック研究会」(第5回)配布資料 https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/kenkyu/ internet_traffic/02kiban04_04000298.html
(特定非営利活動法人日本データセンター協会提出資料)

※この記事は会員サービス「InfoCom T&S」より一部無料で公開しているものです。

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