AI活用を阻む、GPUサーバーの熱問題

近年、ChatGPTをはじめとする生成AIの技術を活用して業務効率や生産性を高める動きが、業種・業態を問わず多くの企業で進んでいます。しかし、自社内に自前のAIを導入しようと考えたとき、課題として浮上しているのがGPUサーバーの消費電力および発熱量です。
高い演算性能を持ち、大規模な並列処理を行う高性能GPU（Graphics Processing Unit、画像処理装置）はAI技術の活用に欠かせない存在ですが、CPU（Central Processing Unit、中央処理装置）の数倍の電力を消費します。そのため、GPUを搭載したサーバーを稼働させるにはCPUを搭載したサーバー以上の電力供給設備が必要となります。また、消費電力に比例して発熱量も飛躍的に増加するため、GPUサーバーに対応した冷却能力も求められます。
ところが、従来の空冷空調を利用する場合、自社のサーバールームのレイアウトを工夫するなどの対策を取ったとしても、その冷却性能には限界があります。また、自社データの安全性を確保するためにオンプレミスサーバーからクラウド型GPUサーバーへの移行が難しい場合などもあり、これらが障壁となって生成AIの導入に踏み切れないという企業も少なくありません。

打開策は「次世代型データセンター」の活用

これらの課題の解決策となるのが、GPUサーバーを大量に運用することが可能な「次世代型データセンター」の活用です。
高性能GPUサーバーの需要増加に対応するため、大容量電源と高度な冷却機能を備えた次世代型のデータセンターがすでに日本でも稼働し始めています。このようなデータセンターに自社のGPUサーバーを設置すれば、発熱による性能低下や故障などに悩まされることなく、GPUを必要に応じて思う存分に活用できます。
また、セキュリティについても十分な対策が取られている次世代型データセンターもあり、自社データをオンプレミスサーバーと同様のレベルで保護することも可能です。
さらに高速で低遅延な通信環境を確保できれば、オンプレミスサーバーと比較しても遜色のない環境を構築できます。
AI活用によるDXを推進する目的で高性能GPUサーバーを導入する際には、コスト面やセキュリティ面を考慮したとしても、まずは次世代型データセンターの活用が現実的で有力な選択肢となるでしょう。

GPUサーバー対応のデータセンターを選ぶ3つのポイント

GPUサーバーの消費電力および発熱量の課題を解決する次世代型データセンターを選択する際には、主に「電力容量」「冷却能力」「省エネ性能」の3つがポイントとなります。自社が必要とするGPUサーバーの性能に応じて、適切なデータセンターを選択しましょう。

1. 電力容量

GPUサーバーはCPUサーバーと比較して消費電力が大きいため、確保すべき電力容量には従来とは大きな差があります。十分な電力供給設備のあるデータセンターを選択しましょう。

2. 冷却能力

高性能GPUサーバーには、1ラックあたり20kWを超える発熱量に対応した冷却設備が必須となります。しかし、従来の空冷方式では1ラックあたり20kWが限界とされています。そのため、より冷却効率の高い液冷方式などを採用しているデータセンターが好ましいといえます。

3. 省エネ性能

資源エネルギー庁は、消費電力効率を示す指標値「PUE（Power Usage Effectiveness）」を現在の1.7程度から2030年までに1.4まで低下させるという目標を立てています。
GPUサーバーが消費する電力量は大きく変動することはないため、省エネ性能の焦点となるのは冷却効率です。特定部分の電力使用効率を示す指標値「pPUE（Partial Power Usage Effectiveness）」が1.4以下であればかなりの省エネルギー性能といえるでしょう。
電気代は運用コストに直結しますし、またサステナビリティ経営の推進という観点から見ても、省エネ性の高いデータセンターを選ぶことは重要です。

GPUサーバーの設置に適した“超省エネ型”データセンター、「Green Nexcenter^®」

高性能GPUサーバーに対応した次世代型データセンターの一例として、NTT Comの超省エネ型データセンターサービス「Green Nexcenter^®」を紹介します。

「直接液冷方式」で、最大80kWの電力消費に対応

「Green Nexcenter^®」は、データセンターとして国内で初めて「直接液冷（DLC、Direct Liquid Cooling）」方式を採用。GPU上に設置した金属製のコールドプレートに熱伝導率が空気の約20倍という冷却液を直接循環させて冷却することで、冷却に必要な消費電力を削減しながら、これまで実現困難だった1ラックあたり最大80kWの冷却をを実現しました。
また、本冷却方式は1ラックから設置可能のため、DX化へのスモールスタートにも活用可能です。

「pPUE1.15」の優れた省エネ性能を実現

「Green Nexcenter^®」のpPUEは1.15と、資源エネルギー庁が推奨するPUE1.4を大きく上回る値となっており、高い省エネ効果が期待できます。
また、お客さまの要望に応じて選択可能な再生可能エネルギーメニューを用意、CO₂の排出が実質ゼロを示す「環境価値」を提供し、お客さまのカーボンニュートラル実現に向けたESG経営をサポートします。「Green Nexcenter^®」の活用は、地球環境に配慮するとともにマーケットや株主に対するアピールポイントになるでしょう。

高品質なネットワークサービスも包括的に提供

NTT Comの通信事業者としての強みを生かし、データセンターとお客さま施設とを接続する高品質なネットワークサービスを提供。併せてSI、クラウドストレージなどのデータセンター関連サービスもワンストップで提供できます。
また、将来的には最先端の光伝送技術を活用した「APN専用線プランpowered by IOWN」の提供を予定しており、大容量・低遅延・低消費電力の高速ネットワークの構築にも期待できます。

【活用事例】「Green Nexcenter^®」で変わるシステム運用

「Green Nexcenter^®」の導入により、システム運用はどのように変わるのでしょうか。
例えばある製造業を営む企業では、研究所や工場などの各施設においてすでにOT系（制御・運用系）システムおよび従来型のGPUサーバーが稼働しており、膨大なデータ処理を行っていました。生成AIをさらに活用するため各施設のGPUサーバーを高性能な最新のGPUサーバーに切り替えたいものの、電力容量や冷却性能の問題から既存施設での移行・新規導入は難しい状況でした。
そのような場合、最新の高性能GPUサーバーを超省エネ型データセンターサービス「Green Nexcenter^®」で運用することができます。
SDPFクラウド/サーバーやオブジェクトストレージ「Wasabi」などのソリューションと連携させれば、さらなるシステム運用の効率化につなげることも可能となるでしょう。
そのほか、すでに金融会社さま、ゲーム開発会社さまなど多方面のお客さまからご相談をいただいており、今後の活用範囲の拡大が期待されます。