データセンターと電力 米国では2028年に電力の最大12%との推計
米エネルギー省の推計では、米国のデータセンターの電力使用は2023年に全体の約4.4%でした。2028年には約6.7〜12%に増えると見込まれています。
- 米エネルギー省によると、米国のデータセンターの電力使用は2023年に1,760億キロワット時で、全体の約4.4%でした。
- 2028年には3,250億〜5,800億キロワット時、全体の約6.7〜12%に増えると推計しています。
- 電気は、GPUなどの計算と、その熱を取り除く冷却に使われます。
- 米IT大手の設備投資の拡大で、電力と建物の確保が投資の速さを左右する場面が出ています。
AIの普及で、データセンターの電力が大きな論点になっています。米エネルギー省は2024年12月20日、米国のデータセンターの電力使用についての報告書を公表しました。2023年の使用量は1,760億キロワット時で、米国の電力の約4.4%でした。2028年には3,250億〜5,800億キロワット時に増え、全体の約6.7〜12%を占めると見込んでいます。
電気は何に使われるか
データセンターの電気の使い道は、大きく2つに分かれます。1つは、サーバーやネットワーク機器、記憶装置を動かす電気です。AI向けのサーバーは、GPUを何枚も載せ、1台あたりの電力が大きくなります。
もう1つは、機器が出す熱を取り除く冷却の電気です。半導体は使った電気のほとんどを熱として出します。熱を逃がさないと性能が落ち、壊れる原因にもなります。AI向けのサーバーでは、空気で冷やす方式に加えて、液体で直接冷やす方式も使われるようになっています。
効率の指標「PUE」
データセンターの電気の使い方の効率は、PUE(Power Usage Effectiveness)という指標で表します。施設全体の電力を、IT機器の電力で割った値です。1に近いほど、冷却などIT機器以外に使う電気が少ないことを示します。
| 要素 | 中身 | 半導体との関係 |
|---|---|---|
| 計算の電力 | GPU・CPU・メモリなどを動かす電気 | 電力あたりの性能が高いチップほど少ない電気で済む |
| 冷却の電力 | 熱を取り除く空調や液冷の電気 | チップの発熱が大きいほど冷却の負担が増える |
| 電源の変換 | 受け取った電気を機器に合う形に変える | パワー半導体の効率が損失を左右する |
| PUE | 施設全体の電力÷IT機器の電力 | 1に近いほど効率がよい |
増え方の速さ
米エネルギー省の報告書によると、米国のデータセンターの電力使用は2014年の580億キロワット時から2023年の1,760億キロワット時へ、約3倍に増えました(計算)。2028年の推計の上限の5,800億キロワット時は、2023年の約3.3倍です(計算)。
推計の後も、IT大手の設備投資は増えています。アマゾンの2026年7〜9月期の有形固定資産の取得は773億ドル、アルファベットは514億ドルで、ともに前年同期の2倍を超えました(計算)。マイクロソフトは7〜9月期に、外部の事業者からのデータセンターの引き渡しの一部が遅れたと説明しています。建物と電力の確保が、投資を進める速さを左右する場面が出ています。
半導体の側からの答え
電力の制約に対し、半導体の側では、電力あたりの性能を上げることが答えになります。微細な世代への移行、メモリを計算のチップの近くに置くHBMや先端パッケージ、用途を絞った専用の半導体などは、いずれも同じ電気でより多くの計算をこなすための技術です。電源の変換の損失を減らすSiCなどのパワー半導体も関わります。
今後の注目点
- IT大手の10〜12月期の設備投資。マイクロソフトは500億ドル超を見込んでいます。
- データセンター向けの電源・冷却の部品の会社の業績。
- 各国の電力の需要の見通しの改定で、データセンターの扱いがどう変わるか。
- DOE Releases New Report Evaluating Increase in Electricity Demand from Data Centers(米エネルギー省、2024年12月20日)
- Amazon.com Announces Third Quarter Results(Amazon.com、2026年10月29日)
- Alphabet Announces Third Quarter 2026 Results(Alphabet、2026年10月28日)
- Microsoft Fiscal Year 2027 First Quarter Earnings Conference Call(Microsoft、2026年10月28日)
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