AI能力競争：データセンターブームに巨額の資金が流入

人工知能、特に超知能の追求は、データセンター建設における前例のないブームを促進しています。これらの広大な施設は、外見からは目立たないことが多いですが、OpenAI、Google、DeepSeekといった業界リーダーが開発する大規模言語モデルのトレーニングに不可欠な高度なインフラを収容する、コンピューティングフロンティアの新たな象徴となっています。この強い需要は、大手テクノロジー企業や国家までもが、数十億ドルを投じてますます大規模なデータセンタークラスターを構築するという支出の急増を推進しています。

これらの施設の中心には、グラフィックス処理ユニット（GPU）として知られる強力なプロセッサのラックが並んでいます。タスクを順次処理する従来のCPU（中央処理装置）とは異なり、GPUは並列処理に優れており、複雑なAIモデルのトレーニングに必要な大規模な同時計算に最適です。多くのAIデータセンターには数万個のGPUが収容されており、最新のAIチップを搭載した1つのラックは、従来のデータセンターの10〜15ラックと同じ電力を必要とします。OpenAI向けに主要なデータセンターを建設しているスタートアップCrusoeのCEOであるチェイス・ロックミラー氏が言うように、「データセンターはコンピュータである」のです。

DeepSeekから非常に効率的なAIモデルが登場した後、2025年初頭に投資家の懸念が一時的に高まったにもかかわらず、インフラ構築の熱狂はむしろ激化しています。Microsoft、Alphabet、Amazon、Metaは共同で、2025年には設備投資を3,000億ドル以上に増やす計画です。ITコンサルタントのガートナーは、今年のデータセンター総支出が4,750億ドルに達し、2024年から42%増加すると予測しています。マッキンゼーのような一部の予測では、2030年までに世界のAI需要を満たすために5.2兆ドルのデータセンター投資が必要になると、さらに大きなニーズを示唆しています。Metaの創設者マーク・ザッカーバーグは最近、同社が「スーパーインテリジェンス構築のための計算能力に数千億ドルを投資する」と発表しました。これには、マンハッタンの大部分を覆うのに十分な大きさのデータセンタークラスターの計画も含まれます。NvidiaのCEOであるジェンスン・フアン氏は、このインフラの不可欠な性質を強調し、「知能が任意だと考える企業、産業、国を私は知りません」と述べています。

しかし、これらの次世代AI施設を建設することは、以前のコンピューティングシステムよりもはるかに複雑で、費用がかかり、エネルギー集約型です。Uptime Instituteの研究担当エグゼクティブディレクターであるアンディ・ローレンス氏は、これに伴う大きな賭けについて言及しています。「電力使用量においてはるかに高密度で、チップが10倍も高価であり、需要がまだ証明されていないにもかかわらず、利用可能なすべてのグリッド電力と適切な不動産を食い尽くすようなデータセンターを突然建設し始めること—それらすべては並外れた挑戦であり、賭けである。」

新しいAIチップからの電力需要の劇的な増加は、データセンターの設計を根本的に変えました。Nvidiaの最新プロセッサは非常に多くの熱を発生するため、従来の空調では不十分です。シュナイダーエレクトリックのイノベーションおよびデータセンター担当副社長であるスティーブン・カーリーニ氏は、「すべてが逆さまになった」と説明しており、現在では冷却および電力機器が施設の面積の70%を占め、サーバーよりも大きくなっています。20年前の「大規模」データセンターが20メガワットの電力を必要としたのに対し、今日のAI施設は1ギガワット以上を想定して設計されています。この急速な進化は非常に大きく、Metaは2023年にテキサス州で開発中のデータセンターを解体し、より高出力のチップ向けに再設計してから建設を再開したと報じられています。

計算能力への絶え間ない需要は、ハイパースケーラー（Amazon、Microsoft、Googleなどの大手クラウドプロバイダー）が広大なデータセンタークラスターを開発するにつれて、不動産ブームも引き起こしています。これらの「AI工場」は、従来の共有サーバーモデルとは異なり、単一の企業や国家のために建設されることがよくあります。立地選定の主要な要因には、安価な土地、税制優遇措置、海底ケーブルへのアクセス、そして決定的に、豊富で手頃なエネルギーが含まれます。バージニア州北部、アトランタ、コロンバス、ダラス、フェニックスなどの地域は、これらの利点により主要なハブとなっています。例えば、CrusoeはOpenAIのためにテキサス州アビリーンに合計1.2ギガワットの8つのデータセンタービルを建設しており、これはオラクルが提供する約40万個のNvidia GPUを含む、野心的な1,000億ドルのスターゲートプロジェクトの一部です。Metaはルイジアナ州リッチランドに2GWの施設を建設しており、イーロン・マスクのxAIはテネシー州メンフィスの複数のサイトで1.2GWを目指しています。Amazonはインディアナ州ニューカーライルでAnthropic向けに2.2GWのサイトを開発しています。

AI能力のグローバル競争は米国を超えて広がっています。オックスフォード大学の研究によると、商業的に利用可能なAI計算能力のほぼ95%が、米国と中国のテックグループによって運用されています。中国の推進により、新疆や内モンゴルなどの遠隔地でデータセンターの建設が進められています。関係改善後、Nvidiaは一部のAIチップの中国への出荷を再開する予定ですが、最も強力な半導体に対する米国の輸出規制は依然として残っています。マレーシアのジョホールバルは、中国人開発者向けのAIハブとして浮上しています。湾岸諸国も多額の投資を行っており、アラブ首長国連邦はスターゲートプロジェクトの一環として、OpenAIや他の米国企業向けに最大5GWの電力を目指す大規模なデータセンタークラスターを発表しました。サウジアラビアの新国有AI企業Humainは、数十万個のNvidiaチップを搭載した「AI工場」を建設する計画です。一方、EUは2,000億ユーロを動員して「AI大陸」となることを目指し、5つの「AIギガファクトリー」を計画しています。

これらの施設のエネルギー消費の増加は、大きな懸念事項です。国際エネルギー機関は、データセンターのエネルギー使用量が2024年の415テラワット時から2030年までに945TWh以上に増加すると予測しており、これは日本の現在の電力消費量にほぼ匹敵します。この急増により、オペレーターは利用可能なあらゆるエネルギー源を利用するよう迫られています。例えば、xAIはグリッド接続を待つ間、メンフィスでガスタービンを使用しました。主要な4つのハイパースケーラーはすべて、最近原子力発電の契約を確保しています。膨大で絶え間ない電力消費は、AIモデルのトレーニング中の需要の急増と相まって、電力供給業者に大きな課題を提起し、グリッドの不安定性や停電のリスクをもたらしています。

水の使用もまた、重要な問題です。2023年には、米国のハイパースケールおよびコロケーションサイトで550億リットルの水が直接消費され、間接的な消費（エネルギー使用に関連）は年間8,000億リットルと推定されており、これは約200万世帯の年間水使用量に匹敵します。テクノロジー大手はこの事実を認識しており、Microsoftは2023年に水使用量の42%が「水ストレス地域」からのものであったと報告し、Googleはほぼ30%が枯渇リスクのある水源からのものであったと報告しています。アリゾナ州やテキサス州のような干ばつに見舞われやすい州のデータセンターや、ジョージア州での開発は、水不足や水道料金の増加に関する地元住民の懸念を引き起こしています。

AIチップが生成する極度の熱に対処するためには、高度な冷却方法が不可欠です。AIデータセンターのエネルギーの約5分の2は冷却に費やされます。初期のデータセンターは産業用エアコンに依存していましたが、チップ密度の増加により、より洗練されたソリューションが必要とされています。オペレーターは、熱を伝達するために冷水パイプを設置しており、多くの場合、蒸発によって大量の水を消費する大型冷却塔（1つの塔あたり毎分約19,000リットル）を使用しています。より効率的な密閉型チラーシステムも採用されています。最新のイノベーションは「チップ直接冷却」で、冷却液が発熱部品に直接流れる方式です。例えば、ポルトガルのStart Campusは、今後建設される1.2GWのAIデータセンターハブのために海水を熱源として使用する計画で、毎日140万立方メートル以上を熱交換器を通して循環させ、その後海に戻します。

すでに数千億ドルが投資されているにもかかわらず、シリコンバレーのリーダーたちは減速の兆候を見せていません。Nvidiaは、2年後に登場予定の次世代「Rubin Ultra」システムが、1つのラックに500個以上のGPUを詰め込み、600キロワットを消費すると予測しており、新たなエネルギーと冷却の課題を提示しています。OpenAIのサム・アルトマン氏は、10GWを「はるかに超える」施設を構想しており、「新しい技術と新しい建設」が必要だと述べています。この野心は、AIの「スケーリング則」—より多くのデータと計算能力が無限に大きな知能を生み出すという信念—によって支えられています。これがデータセンターの設計者を絶え間ない革新へと駆り立て、その容赦ない建設は衰える気配を見せていません。チップ設計会社Armのインフラビジネスを率いるモハメド・アワッド氏が結論付けたように、「いずれ減速するのか？そうなるはずだ。しかし、それが近いうちに起こるとは見ていない。」