AIの普及がこれまでのテクノロジーとは比較できないペースで進んでいることから、データセンターに対する世界中の渇望はとどまることを知りません。しかし、そのようなデータセンターの建設は、利用可能な低炭素エネルギーの不足、必要な建設スキル、コンポーネントのサプライチェーンにおけるボトルネック、そして高度な冷却能力の不足に直面しています。これらを克服するためのレースは、ビルドとメンテナンスのバリューチェーン全体に機会を創出します。
データセンター：AI革命の原動力
データセンター（以下、DC）は、今日のAI革命の不可欠な基盤です。AIアプリケーションの急激な増加は、必要とされる膨大な量のデータを管理するためのスケーラブルなストレージソリューションなしでは遂行できません。DCはこの問題に対する主要なソリューションです。
当然のことながら、成長予測は急上昇しており、テック市場調査企業であるCanalysやKPMGは、潜在需要の成長率を年率ベースで20%近くと予測しています。また、他の組織は、今後6年間でハイパースケールデータセンターの容量が3倍近くになると予測しています。しかし、KPMGが疑問視しているのは、このレベルの需要の成長に供給がついていけるかどうかです。
制約とソリューション
このような成長に対応するために、DCビルダーは大きな制約に対処しなければなりません。多くのプロバイダーの現在のポートフォリオには、強力なGPU、高速ネットワーキング、高度な冷却システムなど、AIワークロードを処理するために必要な専門インフラが不足しています。
DCのエネルギー使用量は急激に増加しており、今後2年間で世界の電力需要が倍増すると予測するアナリストもいます。老朽化したインフラと利用可能なグリッド容量の不足がこの課題を悪化させていることが多い一方で、労働面では、ほとんどのDCオペレーターが適切な人材を見つけるのに苦労しています。
当然、DCプロバイダーはこれらの問題の解決策を探しており、DCのビルドとメンテナンスのバリューチェーン全体に大きなチャンスをもたらします。ここでは、より顕著な例をいくつか列挙します。
インフラストラクチャ
ハイパースケールプロバイダーは、新しいAIクラスターの開発資金を確保するために、サーバーの寿命を延長しています。調査会社のOmdiaによると、企業のデータセンターやコロケーションに設置されているサーバーの平均寿命は現在7.6年に達しており、ハイパースケールプロバイダーは2023年に平均寿命を6.6年に引き上げたと言います。
再生可能エネルギー
再生可能エネルギーを積極的に追求することは、エネルギー使用量の急増と、それに伴う計画認可や事業運営のための社会的ライセンスの問題の影響を緩和する手段と考えている事業者もいます。たとえば、Googleは、持続可能な運用に向けた業界の幅広い傾向を反映して、2030年までに100%の再生可能エネルギーで事業を賄うことを目指しています。
原子力
一部の事業者は、供給問題の潜在的な解決策として、従来型の原子力や小型モジュール炉（SMR）を含む原子力エネルギーを検討しています。しかし、SMRは理論的には費用対効果が高く、拡張性のある選択肢ですが、リードタイムが長いため、運転開始までには10～15年かかります。
電池・燃料電池
Googleはすでに、ディーゼル発電機に代わるクリーンなDC電源としてバッテリーアレイを試験運用しており、燃料電池がバックアップと一次電源の両方に利用可能ということもあり、注目を集めています。2023年、SK EcoplantとLumcloon Energyの合弁事業であるアイルランドの新しいキャッスルロストDCは、完全に燃料電池技術で動くことが発表されました。
冷却システム
DCプロバイダーは、新しいDCの高い放熱性を補完する次世代の冷却システムを早急に必要としています。従来の空気ベースのシステムでは、これに対処するのに苦労しており、この問題の重要性は、2023年10月にDBSとシティバンクが経験した大規模な障害によって強調されています。この障害では、冷却の問題によってオンラインバンキングアプリが約2日にわたってオフラインになり、数百万件の不完全なトランザクションが発生しました。これを受けて、オペレーターはアップタイム配信を改善するためのさまざまな解決策を模索しています。
モジュール式冷却ユニット
モジュラーユニットは、プレハブ式のプラグアンドプレイ設計のため、既存のDC暖房、換気、空調システムへの導入が比較的簡単で、ファンウォールやACシステムよりもターゲットを絞った効率的な冷却を実現します。コスト削減と迅速な導入を重視するバリューエンジニアリングへの注目が高まっているため、今後5年間でその使用率は倍増すると予測されています。
液冷
DCは、ハイパフォーマンスコンピューティングや人工知能（AI）のワークロードに対する需要の高まりに対応するために進化しており、特にラックユニット（RU）あたり500Wを超えるシステムでは、液体冷却ソリューションへの大きなシフトを目の当たりにしています。
Equinix、Digital Realty、Colovoreなどの主要なDCプロバイダーは、複雑さや必要な設備投資額の高さなどの導入上の課題があるにもかかわらず、すでに液体冷却技術を統合して高密度のAI導入をサポートしています。これは、より持続可能で効率的な冷却ソリューションへの業界の広範なシフトを反映しています。
ビル管理システム（BMS）
DCビルダーは、換気と冷却の監視と管理に使用されるソフトウェアに重点を置いて、高度な冷却システムの補完およびサポートが可能です。BMSは、冷暖房および換気を調整するさまざまな機能を統合して、最適な空気の質とエネルギー効率を確保し、建物のエネルギー消費の大部分を制御することができます。
バリューチェーンにおける機会
DCセクターは、AI主導の類を見ない成長によってもたらされる多くの課題に対応するために、絶え間ないイノベーションを必要とします。これは必然的に、DCの自動化、コンポーネントのサプライチェーン管理とロジスティクス、エネルギー貯蔵ソリューション、高度な冷却とメンテナンスなどのソリューションを提供できるスタートアップや既存のオペレーターにチャンスをもたらします。
DCオペレーター
- DC容量に対する需要の増加により、事業者は設備を拡張し、インフラストラクチャを強化します。これには、新しいサイトへの投資、既存のサイトの改修、より効率的なテクノロジーの採用が含まれます。
- 今後10年間の課題に対応するためには、AI、高度な冷却、予測メンテナンスとエネルギー管理、その他の関連技術への多額の投資が必要になる可能性が高いです。
- 慢性的な労働力不足のため、DC事業者は、教育機関とのパートナーシップ、社内研修プログラム、従来とは異なる採用経路など、DCの運用と保守のための熟練した専門家を積極的に育成する必要があります。
プライベートエクイティなどの投資家
- AI、クラウドコンピューティング、デジタルトランスフォーメーション（DX）によって増加するDCサービスの需要は、大きな成長機会をもたらします。投資家は、DC事業者の持続的な事業拡大を支援する立場にある企業をターゲットにすることで、この拡大する市場から利益を得ることができます。
- DCの投資家は、より高いエネルギー効率、高度な冷却システム、および再生可能エネルギーの統合をサポートするために、既存のインフラストラクチャのアップグレードに関連する多額のコストを考慮する必要があります。
- DC事業者は、競争力を維持するために、液体冷却、AIによる管理システム、再生可能エネルギーソリューションなどの最先端テクノロジーに多額の投資を行う必要があります。
- DCの投資家は、特にAIのワークロードに起因するエネルギー消費と冷却需要の増加が財務に及ぼす影響と、将来の収益性への影響を十分に理解する必要があります。
- また、持続可能性への政策的関心の高まりは、エネルギー使用量が増加し、事業者がより革新的な緩和戦略を必要とするため、コストが上昇する可能性が高いです。この問題に対する認識と積極性を示す事業者は、ESGを意識した投資家から資金を集めることができます。
- この業界では冷却とエネルギー使用の圧力に対し緊急に対処する必要性から、イノベーションが重視されています。投資家は、革新的な研究開発の実証可能な実績と戦略を持たない企業には注意する必要があります。
施策立案者
- DCの増大するエネルギー需要に対応するため、グリッドの近代化を優先します。これには、老朽化したインフラのアップグレードとグリッドの信頼性向上が含まれます。
- 二酸化炭素排出量を最小化し、環境目標の遵守を確保し、地域暖房やプールなどのコミュニティの目的のための熱リサイクルの増加を含むエネルギー効率の高い技術と慣行の利用を奨励するために、DCの排出基準とベストプラクティスを設定し、実施します。
- 先進的な冷却システム、エネルギー貯蔵、AIを活用した管理ソリューションなどのDCテクノロジーに対する研究開発助成金および資金を提供します。
- DCセクターにおけるイノベーションを促進し、技術的課題に対処するため、政府、学界、産業界の協力を奨励します。
- 国際的人材のためのビザプログラムや継続的な専門能力開発のためのインセンティブなど、熟練労働者を維持するための施策を実施します。
- 特にデジタルインフラが未発達な地域において、DCへの投資と拡大を誘致するための税制上の優遇措置を検討します。
- 新規DCプロジェクトの規制上の承認プロセスを簡素化し、遅延を減らして投資を促進します。
教育セクター
- DC業界への熟練労働者の供給不足により、DC管理、電気工学、冷暖房HVAC（HVAC）システム、およびITインフラストラクチャ、液体冷却テクノロジー、データ管理システムにおけるあらゆるレベルの専門プログラムが緊急に必要とされています。
- 効率的な冷却システム、持続可能なエネルギーソリューション、高度なデータ管理など、重要な戦略分野における業界研究協力およびインターンシップを検討します。
- IT、電気工学、HVACシステムなどの主要スキルに焦点を当てた教育カリキュラムと職業訓練プログラムを開発します。
エネルギー企業
- DCに持続可能な電力を供給するための再生可能エネルギーソリューションに対する需要が高まっています。Googleのような企業は、業界全体のトレンドを反映して、2030年までに100%の再生可能エネルギーを目標に掲げ、この動きをリードしていますが、一部の発電事業者もまた、単なる電力の供給だけでなく、共同設置型の低炭素エネルギーパークのための幅広いソリューションをパッケージ化し、さらには自らオペレーターやコロケーターになることも検討し始めています。
- エネルギー供給のためのスケーラブルで長期的な解決策を提供する従来の原子力および小型モジュール炉（SMR）への期待は、依然として手の届かないところにあります。長いリードタイムにもかかわらず、SMRへの関心は持続可能な電力の可能性のために高まっています。
- 先進的なバッテリーアレイや燃料電池技術の開発には多くのチャンスがあります。GoogleのパイロットプロジェクトとアイルランドのキャッスルロストDCは、これらのクリーンなバックアップパワーソリューションへの関心の高まりを示しています。
冷却装置メーカー
- モジュール式冷却ユニットの需要は、今後5年間で倍増すると予測されています。これらのユニットは、ターゲットを絞った効率的な冷却を提供し、導入が容易で、既存のHVACシステムにシームレスに統合できます。
- 冷房の重要性が高まるにつれて、暖房、冷房、換気を調整するためにさまざまなシステムを統合する高度なBMSがますます重要になっています。
- AIやHPCのワークロードによって発生する熱を管理するために、液浸冷却や先進的な液体冷却システムなどの冷却技術のイノベーションに対する需要が高まると考えられます。DCのエネルギー効率を改善するためにAI自体を適用することはますます一般的になり、ハイパースケーラーはこれらの能力を社内で開発することが多いため、サードパーティのプロバイダーは、DCオペレーターにスマートシステムを提供するためにこれまで以上にイノベーションを起こす必要があります。
※本文中に記載されている会社名・製品名は各社の登録商標または商標です。
※本稿は、KPMGアイルランドが2024年7月に公開した「Meeting the demands of AI data centres」を翻訳したものです。翻訳と英語原文に齟齬がある場合には、英語原文が優先するものとします。
全文はこちらから（英文）
・Meeting the demands of AI data centres
