AIブームの抑制:より環境に優しいデータセンターのための革新的戦略

AIブームの到来に伴い、データセンターの需要が高まっています。この新技術の膨大な計算能力に対応するため、データセンターは大量のエネルギーを必要とし、結果として大量の二酸化炭素排出量が発生します。一部のイノベーターは、持続可能なソリューションを模索しています。

写真、文書、プロジェクトファイルをクラウドにアップロードすると、データが空中に自由に浮かんでいるように聞こえるかもしれませんが、実際には、データは地上の大きな冷たい建物の中にあります。その建物は データセンター組織が重要なアプリケーションやデータを保管するために使用する物理的な施設です。データセンターは、すべてのデジタルコンテンツ、パブリッククラウド、プライベートクラウドの倉庫として機能します。 
 
単一のデータセンターは、 50,000ホームズ冷却システム、バックアップ電源システム、セキュリティシステム、空気清浄システム、照明、そしてサーバーやネットワーク機器などのIT機器は、24時間XNUMX日、途切れることなく稼働するために膨大な量の電力を必要とします。さらに、 運用継続性 データの損失、運用停止、機器の損傷、評判への影響を防ぐためには、これらがすべて顧客とプロバイダーの両方に重大な経済的影響を与えるため、非常に重要です。
  

しかし、多数のエネルギー集約型機器を継続的に稼働させると、莫大な炭素コストが発生します。 国際エネルギー機関 1年にはデータセンターが世界のエネルギー消費量の1.5%~2022%を占めると報告されています。AIブームが加速するにつれ、この数字は確実に大幅に増加するでしょう。

  

Hubspot マッキンゼー生成型AIの登場により、データセンターの需要は爆発的に増加しましたが、供給は伸び悩んでいます。2024年時点のデータセンター容量の需要は60GWでした。この数値は219年までに2030GWに達し、最大298GWに達すると予測されています。これらの需要を満たすには、2000年以降に建設されたデータセンター容量のXNUMX倍を、XNUMX分のXNUMXの期間で建設する必要があります。データセンターは間もなくあらゆる場所に出現することになるでしょう。そこで、施設運営者はどのようにして過剰な二酸化炭素排出をすることなく、増大するデータセンターの需要に対応できるのかという疑問が生じます。

トニー・アベイト、副社長兼CTO アトモスエアソリューションは、データセンターがこの課題に対処するには独創的な解決策が必要だと説明しています。データセンターで最もエネルギーを消費するシステムの一つは暖房、換気、空調(HVAC)で、全体の約 40% センターの総電力の約半分を占めています。最も大きなエネルギー需要は外気調整によるものです。
 
 アベイト氏の会社であるアトモスエアは、双極イオン化技術を活用した空気浄化システムを開発しました。この技術は、正イオンと負イオンを生成し、空気中の粒子と結合してVOC、病原体、汚染物質などの特定の有機化合物を分解します。サーバーは二酸化硫黄や塩素などの塵埃汚染物質などの不純物に敏感であり、機器に高額な損害を与える可能性があるため、この技術はデータセンターにとって重要なプロセスです。
  

アベイト氏は、適切な空気質を維持するために、データセンターでは常に「空気の入れ替え」、つまり外気を取り入れて内気を排出するプロセスが行われていると説明した。このプロセスは非常にエネルギーを消費する。双極イオン化技術は既存の空気を浄化するため、外気を取り入れて調整する必要性が減少し、電力を節約し、ろ過が必要となる汚染物質の数も削減できる。

 
熱負荷軽減と冷気の分配を考える際には、新たに調整された空気を強制的に循環させるのではなく、既存の空気を活用するというこの手法が不可欠です。サーバーは膨大な量の熱を発生します。その熱が適切に分散されない場合、熱が蓄積され、動作速度の低下、ダウンタイム、ハードウェアの損傷につながる可能性があります。データセンターは、最適な温度を維持し、壊滅的なデータ損失を防ぐために、空調に大きく依存しています。
  

CEOのリチャード・ハルソール氏との議論の中で、 吐き出すファンリチャード・ハルソール氏は、多くのデータセンターが空調設備を間違った方法で運用していると説明した。リチャード・ハルソール氏の会社は、世界初のブレードレスファンを開発。元米陸軍パイロットで発明家のハルソール氏は、高バイパスジェットエンジンから着想を得て、ブレード付きファンよりも効率的に空気を循環させ、温度を維持する冷却システムを開発しました。この設計は、ハルソール氏によると、データセンターのエネルギー効率を大幅に向上させる可能性があるプロセス、「熱成層化解消」を活用しています。 

  

温度成層解消とは、空気を混合して温度を均一化し、熱層をなくすプロセスです。冷たい空気は密度が高いため床に沈み込み、暖かい空気は密度が低いため上昇します。これにより温度層が形成され、データセンターでは天井に有害な熱が蓄積される可能性があります。多くのデータセンターは、ラックを冷却するために風力と風量のみを重視しており、大量の冷気を施設内に循環させることを優先し、送風機のパワーに大きく依存しています。ハルソール氏は、事業者は冷気の供給面に重点を置きすぎて、適切な分配がもたらす効果を無視していると主張しています。 

冷気をできるだけ多く取り込むだけでなく、空間全体に空気がどれだけうまく行き渡っているかを考慮する必要があると彼は言います。空気が効果的に行き渡っていれば、取り込む冷気の量が減り、空気を冷却したり送風機を動かしたりするために必要なエネルギーを節約できます。 
 
W冷気を作り出すシステムは重要ですが、「冷気の分配は、エネルギー削減の重要な機能として無視されてきました」とハルソール氏は説明します。効果的な分配機能を備えたHVACシステムは、エネルギー需要を10%削減できるとハルソール氏は示唆していますが、これはほんの始まりに過ぎません。AtmosAirのバイポーライオン化清浄機やExhale Fanのブレードレスファンといった革新的な技術をデータセンターのHVACシステムに導入することは、事業者が施設の二酸化炭素排出量削減に取り組むための第一歩となります。 
  

内部システムの改善は、パズルのピースの一つに過ぎないことに注目すべきです。データセンターの二酸化炭素排出量のかなりの部分は、電力網から供給される計算電力需要に起因しています。この課題に対処するには、施設は再生可能エネルギーからエネルギーを調達する必要があります。アベイト氏は、屋上ソーラーパネルの設置、中水の冷却への再利用、あるいは寒冷地での施設建設といったさらなるイノベーションが、持続可能なデータセンターを実現するために必要な創造的な解決策であると述べています。2025年末までに、 6,111のパブリックデータセンター 世界中で、その数は2030年までに8,378に達すると予想されています。AIの可能性は無限ですが、これまでは直接的な排出源となってきました。データセンター技術と電力アクセスを改善することで、気候変動に寄与することなく、コンピューティング能力の向上によるメリットを実現できます。