以下のテキストはData Center Knowledgeからのものです、作者はBill Kleymanです。
編者注
「人工知能の終着点はエネルギーである」という一言が、規模のますます拡大するデータセンターと、供給が日々逼迫するエネルギーの関係を要約しています。他のエネルギーと比べて、原子力は、炭素の足跡、経済性、安定性などの面で、データセンターの電力需要により適しており、緊張を緩和する理想的な選択肢として扱われています。
年数十にわたる技術的な蓄積と研究により、小型モジュラーリアクターと呼ばれる、より小型で、より急速に展開し、より低コストな核反応炉が登場し、柔軟な運用、効率的なスケジューリング、要件の網羅性などの利点が示され、データセンターの規模、納期、運用規律に適したものになっています。核エネルギーとデータセンターの完璧な融合が、すぐに現実に反映されると信じています。
過去数年間、データセンター業界のエネルギー消費に関する議論は増加し続けています。しかし、過去1年間に技術的に重要な変化があり、再生可能エネルギーやクリーンエネルギーに関する議論がより切実になっています。
市場調査会社Omdiaの統計によると、2023年第2四半期には、人工知能（AI）およびハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）アプリケーション向けに出荷された英伟达のH100計算用GPUの重さは、900トン（180万ポンド）を超えると予想されます。はい、私たちはGPUの出荷量を販売台数ではなく重量で測定しています。最近の会議で、Compass Data CentersのCEOであるクリス・クロスビーは、簡単な見積もりを行いました。これらのGPUを一度に起動すると、30ギガワット以上の電力が消費されます。
生成型人工知能の消費電力は、非常に驚くべきものになる可能性があります。1回のGoogle検索は、100ワットの白熱電球を約11秒間稼働させることができます。単一のGoogle検索と比較して、GPTなどのインスタンスの電力は、600〜800倍になる可能性があります。
我々はどうやってこのような大きなエネルギー消費に適応するのでしょうか？
01 新しいパワーソースに切り替える：原子力
生成型人工知能が急速に市場を占めるにつれて、長期間存在しているパワーソースについて新しい議論がされています。具体的には原子力です。『私たちはエネルギー制限のない世界を想像しています』と言います。私たちがこの点を実現するためには、エネルギー生産は環境影響から脱却して、クリーンエネルギーは豊富で低価格である必要があります」とLast EnergyのCEOであるBrett Kugelmassは語ります。同社は、データセンターを含む民間セクター向けの小型モジュール型リアクター（SMR）を提供する開発者の1社です。
同時に、ブレットは、原子力セクターがデータセンターの急増するエネルギー需要にどのように対処するかについていくつかのキーポイントを提起しています。まず、彼は、技術を出発点として、納品可能性に高い注目を払う必要があると述べました。現在、多くの新しい反応炉設計があり、工学的に見ると非常に魅力的です。ただし、勝利する設計は、この市場にサービスを提供するために検証された技術を利用し、商業的に成功する必要があります。Last Energyは、現代化された拡張済みの軽水反応炉設計を使用しています。彼らは、製品化設計を行い、それをビジネスユースに適応させ、データセンターなどの商業用途に合わせて、より迅速かつ経済的に納品し、資金調達およびプロジェクト納品リスクを最小限に抑えることができます。 Last EnergyのSMRは95％前もって組み立て可能で、トラックによる輸送でき、現場で組み立て可能です。 1つのユニットは20MWのSMRですが、必要に応じて顧客のニーズに応じて、カスタマイズされた発電所の設計と構築をしなくても複数のユニットを設置することができます。この計画は認められており、同社はPWR-20発電所の数ユニットの契約を締結しています。
Last Energyの20MWの「ミニチュア」核電站のプロトタイプ
Kugelmass氏は、原子力がこの産業の進化にとって最善の方法であるだけでなく、おそらく唯一の方法であると述べています。『データセンター業界は、現場の原子力発電所の理想的な応用先です。開発と調達の進捗が許す限り、市場がより急速に発展するにつれて電力供給の制限に直面することになります。この業界はカーボンフリー電力を購入することを目指しており、基本負荷電力は天然ガスまたは石炭発電所に頼る必要があります。原子力は、この産業のニーズに迅速に気づくことができます。』
Last Energyは、我々の産業がより多くの原子力を使用することを支持する会社の中で唯一の会社ではありません。原子力規制委員会は、米国の別の小型モジュラーリアクター（SMR）デザインであるNuScaleの発展的な「軽水」SMRの設計を承認し、発電容量を400MW以上にすることができます。
2023年10月、NuScaleのSMR（小型モジュール炉）を使用する計画を発表したデータセンター託管会社Standard Powerは、オハイオ州とペンシルバニア州に原子力発電所2基を建設し、2029年までに近くのデータセンターに2 GWの電力を提供します。バージニア北部の市場を見ると、2023年4月に、不動産とプロジェクト開発会社のGreen Energy Partnersが、641エーカーの土地を購入し、SMR 4-6基を使用して20-30のデータセンターに動力を供給し、水素燃料を生成し、バージニア州電力網にバックアップ電力を提供するプロジェクトに使用することを計画しています。さらに、最新の開発を見ると、データセンター運用業者が原子力を入手するために何百万ドルも支払っているのを見ました。 Equinixは、原子炉会社Okloに2500万ドルの前払い金を支払い、最大500 MWの原子力を購入する予定です。
データセンター分野での核システムへの関心は、ますます高まっています。 AFCOMデータセンター現状レポートによると、今年と去年の間に、核エネルギーをより多く利用するか少なくとも検討すると答えた回答者の割合が倍以上になり、前年の10％から年間21％になりました。
今年のAFCOMデータセンター世界イベントでは、現在のホワイトハウスの科学技術政策事務所（OSTP）核技術および戦略補佐官であるライアン・バハラン博士が、政策が私たちの世界を再構成するきっかけとなるクリーンエネルギーの利用について探求しました。
彼の基調講演では、バハラン博士が、エネルギーネットワークを強化するために核技術が果たす重要な役割について詳しく説明し、太陽光や風力などの断続的な再生可能エネルギーに対して安定した効率的な電力源を提供するとした。彼の焦点の1つは、データ中心と原子力の交差点についての議論でした。
Bahran博士は、「昨年10月、政府は、人工知能を握りしめる機会とリスクの管理において、革新的で競合力ある業界で最先端に立ちたいという願望を確実にする画期的な行政命令を発表しました」と述べ、「事実、人工知能に関連する雇用市場は急速に拡大し、現在、米国の新規雇用の2％を占めています。これらの技術進歩すべてが、私たちの発電インフラストラクチャに余分な負担をもたらし、エネルギーおよび電力業界に大きな影響を与える可能性があります。」と述べた。
Bahran博士は、「現在のデータセンター負荷が、米国の年間電力消費量の約1-2％を占め、IT産業全体が米国の総消費量の約5％を占めていると最善の見積もりが示しています。アトランタ、バージニア州北部、フェニックス、テキサス、およびカリフォルニア州の一部の地域では、データセンターが地域の負荷の比率をはるかに上回るため、これらのデータセンターのために電力を供給する電力網と公共サービス会社には莫大な圧力がかかっています。多くの国では、2030年までにデータセンターの負荷が倍増する可能性があると推測されています。」と補足しました。
巴赫兰博士は、生成された人工知能とデータに関する新しいアプリケーションについて、原子力エネルギーとそれがデジタルインフラストラクチャに与える影響について探究しました。「人工知能は、データセンター負荷の約40％を占め、将来の成長の主要駆動力です。これらの予測には明確な不確実性があるものの、人工知能が採用されるスピード、人工知能ビジネスモデルの形態、そして将来の効率の潜在性などが含まれますが、私たちは、データセンターと未来数十年にわたって高品質で高収益の雇用をもたらすことができる原子炉を組み合わせることは賢明な選択であるということを知っています。」
Bahran博士は、「これは「先に鳥がいるのか、先に卵があるのか」という状況です。」と述べ、「私たちは今、2024年半ばに入り、「電化テスト」と呼ばれる状況になっています。 それは、大量の新しいワークロードをサポートするように要求される古いグリッドであり、炭素排出を減らし、経済を支えるために必要です。」と述べました。
しかし、博奇曼は、このような電気化の現代化は簡単ではないと指摘しています。「さらに言えば、私たちはCO2やメタンを大気中に追加することなく、これらすべてを達成しなければなりません」と彼は述べています。
博奇曼は、「答えは、私たちが20世紀中盤に利用した物理学分野にあるかもしれない。核エネルギーは、公共認知とコストの面で多くの課題に直面していますが、気候問題が核問題を超えると、誰もがSMRまたはマイクロリアクターを望むでしょう。」と述べ、「オリジナルの発表によると、彼は、これらの核資源が現在の人工知能電力制約にどのように影響するかのいくつかの例を挙げ、『原子力規制委員会による承認を受け、現在のスケールで建設する能力があり、特にGenAIの発展を支援するために、彼らを飛ぶように売れるでしょう。これには、ある程度の遅延があります。しかし、私のいるINL、産業界、および他の場所の人々は、新しいデザインを迅速かつ安全に現実のものにすることを願って、日夜努力しています。』」。
新兴の計画や政府のイニシアチブは、SMRや先進核システムを支援しています。これらのプランは、より安全で、より柔軟で、より費用対効果の高い解決策を提供し、現代のエネルギー需要に適合しています。
また、安全性についても簡単に触れたいと思います。Last EnergyのBrettは「水を基盤とする反応炉は、古いモデルであっても、一般的に認識されている内在的なリスク像を持っていません。」と述べ、「さらに、現代の設計により、核技術は従来よりも安全になっています。」と説明しています。
このポイントをより良く説明するために、Brettは、これらの核リソースが現在の人工知能電力制限にどのように影響するかについて、いくつかの例を挙げました。「原子力規制委員会による承認を受け、現在のスケールで建設する能力があり、特にGenAIの発展を支援するために、彼らは飛ぶように売れるでしょう。」
最後に
新興の計画や政府の倡議がSMRや新しい原子力システムを支持しています。これらの計画は、より安全で、より柔軟で、より財政効果の高い解決策を提供し、現代のエネルギー需要に対応しています。
また、セキュリティについても触れたいと思います。Last EnergyのBrettは、「水を基盤とする反応炉は、古いモデルであっても、一般的に認識されている内在的なリスク像を持っていません。」と述べ、「さらに、現代の設計により、核技術は従来よりも安全になっています。」と説明しています。
人工知能にパワーを供給するために、私たちは創造性を持っている必要があります。 1〜2年前と比べて、データセンターのリーダーに物理インフラストラクチャを展開するために倍以上のエネルギー消費を要求しています。 現実的な課題は、不足している間欠的な再生可能エネルギーを補うために、新しい、安定した、クリーンなエネルギー源を見つけなければならないことです。 私は人工知能の台頭は、現代のデジタルインフラストラクチャを支援するために、新しい創造力のあるパワーソリューションの迅速な発展を促すことになると考えています。