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2024.7.11 ITトレンド全般 InfoCom T&S World Trend Report

急増するデータセンターの電力需要

八田恵子 (株)情報通信総合研究所主任研究員

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データセンターが使用する電力は増え続けている。国際エネルギー機関（IEA）^[1]は、2022年、データセンターはグローバルで460テラワット時の電力を消費したが、AIと暗号通貨の電力需要に押され、これがわずか4年で倍増すると予測している。2026年までには、データセンターは年間1,000テラワット時の電力を使用するようになり、この需要は人口1億2,500万人の日本の電力消費量にほぼ匹敵するという。インフラへの圧迫に対処するには、規制の見直しと効率化技術が求められている。

生成AIの電力消費は

生成AIの利用拡大が電力消費をどれほど増大させるかは、未だ不確実性が高い。今後の需要予測は未知の領域に近く、生成AIのインパクトを予測に織り込もうとする動きは始まったところといえる。

AIモデルは通常、過去20年間にデータセンターの成長を牽引したデータ検索、ストリーミング、通信アプリケーションよりも、はるかにエネルギー集約型である。

AIアプリケーションのデータセンター電力消費は、米国の電力調査機関EPRIによると現在データセンター全体のわずか10～20％と推定されるが、その率は急速に増大している^[2]。2017～2021年の5年間で、META、Amazon、Microsoft、Googleのクラウド大手4社の電力消費は2倍増超となった。

EPRIによる2024年5月の報告書では、ChatGPTリクエストを1件あたり2.9ワット時（質問、回答）とすると、AIクエリは従来のGoogleクエリ1件0.3ワットと比べ10倍の電力が必要になると推定している。モデルにクエリを送る度に全体がアクティブになるので、計算の観点からは非効率的ともいえる。他方、画像、音声、映像の生成など新たな計算集約型機能の電力消費に関しては推定の前例がない^[3]。

2022年11月にリリースされたOpenAIのChatGPTにより、生成AIが突然一般に広く認識され、産業、日常生活にインパクトを及ぼすに至って、データセンター向け予測は見直しを迫られることになった。

EPRIは2023－2030年のデータセンター電力負荷を成長シナリオ別に推計すると、2030年にはデータセンターが米国電力消費量の4.6％から9.1％を占めるようになるとしている（現在は4％、図1）。

【図1】米国のデータセンター電力消費予測（2023-2030年）
2030年の電力消費％はデータセンター以外の全電力消費が年率1%で成長すると仮定した予測値
（出典：EPRI, “Powering Intelligence: Analyzing Artificial Intelligence and Data Center Energy Consumption,” May 2024）

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データセンター建設と電力安定性

※この記事は会員サービス「InfoCom T&S」より一部抜粋して公開しているものです。

[1] IEA, “Electricity 2024: Analysis and forecast to 2026 (Revised version, January and May 2024)”

[2] The Electric Power Research Institute, “Powering Intelligence: Analyzing Artificial Intelligence and Data Center Energy Consumption,” May 2024

[3] さらには運用前のモデル構築には大量のデータ収集と、労働集約的なインプットも必要となり、これを考慮すれば生成AIのエネルギー消費量は特定タスク向けソフトウェアに比べて33倍に上るという研究もある。https://www.bbc.com/news/articles/cj5ll89dy2mo

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八田恵子(株)情報通信総合研究所
主任研究員

モバイル通信分野を中心に研究を続けてきました。通信は技術、サービスともに「通信」とは意識されないほど日常行動の部分に深く浸透しています。市場、制度とも生まれ変わりつつある現場を研究、展望できることは大きな喜びです。

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