データセンターと人工知能はどれくらいのエネルギーを消費するか？

ホーム エネルギー 人工知能（AI）ほど急速に採用された技術は、ほとんどないでしょう。その計算は電力で実行されるため、AIに関する議論はしばしば、それがエネルギー需要に何を意味するかに戻ります。 これらの懸念は、通常3つの形態をとります。1つは環境的な懸念です。AIのエネルギー需要の増加は、炭素排出量の増加を招き、脱炭素化をより困難にします。もう1つは地域社会への影響です。高い電力需要は、地域の供給を圧迫し、エネルギー価格を押し上げる可能性があります。3つ目は、AIのエネルギー消費が技術のボトルネックになる可能性があるということです。それを拡大したい人々にとっては、これは主要な制限要因となる可能性があります。 では、AIはどれくらいのエネルギーを消費するのでしょうか？ この問題は2つのレベルで見ることができます。1つ目は、AIが使用する電力の総量です。2つ目は、個々の影響、つまり各クエリがどれだけの電力を消費するかです。 この記事では、これらの両方の質問に答えようとします。 データに入る前に、AIのエネルギー消費に何が含まれるかを明確にしておく価値があります。それは、モデルのトレーニングと実行（「推論」と呼ばれる）の両方に消費される電力です。テクノロジー企業は、モデルのトレーニング中に消費されるエネルギー量に関するデータを公表することはめったにありませんが、私たちが持っている推定値に基づくと、エネルギー需要はトレーニングではなく推論によって支配されている可能性が高いです。 私たちが調べる推定値には、サーバー専用の電力、およびデータセンターを稼働させ続けるために必要な冷却、照明、その他のものに使用される追加のエネルギーが含まれます。これらには、AIにアクセスするために使用するデバイス（ラップトップ、デスクトップ、または電話）の電力を供給するために使用されるエネルギーは含まれていません。重要なのは、他の情報源と比較する際に、暗号通貨マイニングからの需要が含まれていないことです。 データセンターと人工知能は世界の電力のどれくらいを使用していますか？ まず、全体像から始めましょう。昨年のデータセンターの電力消費量はどれくらいでしたか？ 国際エネルギー機関（IEA）によると、約485テラワット時（TWh）です。これはドイツの年間電力生成量に相当します。そして、文脈として、これは世界の電力生成量の約1.5％です。 さて、データセンターはAIだけではありません。それらは、電子メールやインターネットブラウジングからNetflixストリーミング、Googleマップ、オンラインバンキング、友人へのメッセージングまで、すべてのデジタルサービスのバックエンドにあるサーバーとITインフラストラクチャを収容する施設です。 AIデータセンターは、AIモデルを実行するための専用施設です。両者の区別は常に明確ではありませんが、下のグラフは推定の内訳を示しています。 非AIデータセンターが総電力の3分の2を消費し、AIに焦点を当てたデータセンターが残りの3分の1を消費しました。国際エネルギー機関のこのデータに基づくと、AIは2025年に世界の電力の約0.5％を消費したと推定しています。現在、電力は世界の一次エネルギー消費量の約5分の1を占めています。したがって、AIは2025年に総一次エネルギーの0.1％から0.2％を消費した可能性が高いです。 ダウンロード AIの需要がどれほど急速に増加しているかを考えると、AIに焦点を当てたデータセンターが、全体として非AIデータセンターよりも消費電力が少ないことに驚くかもしれません。予測では、このギャップはすぐに埋まると予想されています。グラフでは、IEAの2030年のデータセンター需要のベースケース予測も含まれています。 これらの予測は非常に不確実であり、IEAがAI需要の成長の評価において最も保守的な組織の1つであると主張する人もいます。それでも、データセンター需要の成長のほとんどは、AIに焦点を当てた施設から来ます。このシナリオでは、データセンターは2030年に世界の電力の3％に増加し、AIセンターは非AIセンターと同じくらいの量を使用することになります。 追加情報 データセンターの電力需要の推定値は、ソースによってどのように異なりますか？ 上記では、エネルギーデータに関する最も広く使用されているソースの1つである国際エネルギー機関からのデータセンターの電力需要の世界的な推定値を見ました。 しかし、他のソースもデータセンター需要の推定値を公開しています。そのうちの1つはS&P Globalからのもので、Energy Instituteによって使用および報告されています。その最新のStatistical Review of World Energyには、初めてデータセンター需要の推定値が含まれていました。 それらはどのように比較されますか？ 下のグラフでは、2020年から2025年までの両方のソースを示しています。これは、予測ではなく、歴史的な推定値のみを比較していることを意味します。この場合、ソース間の違いははるかに大きくなります。 ご覧のとおり、それらの間には大きな違いがあります。S&Pの2025年の数値は約60％高くなっていますが、時系列全体で一貫して高くなっています。 どちらの組織も詳細で透明性のある方法論のブレークダウンを提供していないため、違いの包括的で決定的な説明を与えることは困難です。しかし、主な違いの1つは、暗号通貨マイニングの電力を含めるかどうかです。これはEI/S&Pデータに含まれていますが、IEAデータには含まれていません。暗号通貨マイニングの電力消費量は、150〜200 TWhの範囲にある可能性があり、これは差のほぼ3分の2を占めます。 これを考慮しても、まだギャップが残ります。これは、方法論の違いによって説明される可能性が高いです。S&Pは、データセンターの設置容量に関するボトムアップデータに基づいて電力需要をモデル化しています。これは、その容量がどれくらいの頻度で使用されるかについての仮定に依存しているため、結果はそれに敏感です。IEAは、データセンターのIT機器、冷却、インフラストラクチャ需要の電力消費量をより直接的に推定しようとしています。しかし、これもまた、かなりの不確実性を伴います。 これらの推定値は直接比較可能ではなく、異なるものを測定しますが、データセンターからの世界の電力需要についてかなり異なる数字に直面した場合、この比較を念頭に置くことは有用です。 ダウンロード 電力需要はいくつかの場所に集中しています 世界の電力の1.5％はそれほど多くないように思えるかもしれません。しかし、場所によっては、その割合ははるかに高くなります。これは、データセンター需要の増加における主な課題です。それは地理的に集中しており、世界の需要が少数の電力網によって供給されていることを意味します。 グラフでは、さまざまな地域におけるデータセンターに使用される電力の割合を見ることができます。米国の電力の5％はデータセンターの電力供給に使用されています。AIに焦点を当てたものに限定すると、おそらく約2％です。 ヨーロッパの1.6％という数字の下には、アイルランドがあります。そこでは、データセンターが電力消費の20％以上を占めています。 しかし実際には、この需要はさらにローカルに集中しています。ヨーロッパの1.6％という数字の下には、アイルランドがあります。そこでは、データセンターが電力消費の20％以上を占めています。米国の5％という数字の下には、データセンターが需要の10％以上を占める州があります。バージニアのような州では、それは4分の1以上です。 これは、AIの急速な成長ペースと相まって、世界全体で電力需要が圧倒的でない場合でも、ローカルグリッドに圧力をかける可能性があります。 個々のLLMクエリのエネルギーフットプリントは？ 環境上の理由から、大規模言語モデル（LLM）やAIツールの使用に意識的な人々を多く知っています。一部の人はそれらを控えたり、できるだけ少なく使用したりします。他の人は引き続き使用しますが、それに対して罪悪感を感じています。 個々のクエリはどれくらいのエネルギーを消費しますか？誰かがLLM（ChatGPT、Gemini、Claudeなど）に質問すると、どれだけの追加電力需要が発生しますか？ ここでも、正確で最新の数字を見つけるのは困難です。なぜなら、ほとんどのテクノロジー企業は、モデルのエネルギー消費に関する詳細な分析を公開していないからです。 そうした分析を最初に公開した企業の1つがGoogleでした。2025年に、同社はGeminiモデルのエネルギー推定値を公開しました。テキストベースのクエリ（基本的にGeminiにテキストで質問すること）の中央値が約0.24ワット時（Wh）の電力を消費すると推定しました。参考までに、これは電子レンジが1秒未満で消費するエネルギー量、またはテレビが10秒で消費するエネルギー量です。 OpenAIのCEOであるサム・アルトマンも以前、