投稿日: Aug 27, 2024
最新の調査により、AWS 上で最適化されたワークロードは、オンプレミスと比較して、温室効果ガスの排出量を最大 99% 削減可能と推定
（日本 — 2024 年 8 月 27 日）アマゾンウェブ サービス（AWS）の委託によりアクセンチュアが実施した最新の調査によると、IT ワークロードをオンプレミス（自社所有）のインフラストラクチャから、AWS クラウドデータセンターへの移行が、人工知能（AI）の活用による環境フットプリントを最小限に抑える効果的な方法であることが明らかになりました。アクセンチュアの推定によると、AWS のグローバルのインフラは、オンプレミスと比べ、最大 4.1 倍エネルギー効率を向上させることが可能です。日本の企業組織にとって、AWS 上で最適化された AI ワークロードは、オンプレミスのデータセンターと比較して、最大 99％ の温室効果ガスの削減が見込まれます。
本調査では、日本国内において、AI を含め計算負荷の高いワークロードに AWS のデータセンターを利用するだけで、オンプレミスのデータセンターに比べて温室効果ガスの排出量を 98％ 削減できるとしています。これは、稼働率向上によるハードウェアの効率化（33％）、電力や冷却の効率化（34％）に加えて、AWS がカーボンフリーエネルギーの調達 （31％） を行っていることによって可能になるものです。さらに、カスタムシリコンチップを活用して AWS 上にワークロードを移行して最適化した日本の企業組織は、AI ワークロードの温室効果ガスの排出量を合計で最大 99％ まで抑えられる可能性があります。
アマゾン ウェブ サービスジャパン合同会社、常務執行役員 サービス & テクノロジー統括本部 統括本部長 安田 俊彦は、次のように述べています。「今なお、世界中の組織における IT 支出の 85% をオンプレミスが占めているという現状があります。これを考慮すると、日本において AI ワークロードを AWS 上で最適化することで温室効果ガス排出量を最大 99% 削減することは、日本の組織にとって持続可能性のための有意義な機会といえます。電力系統（グリッド）における再生可能エネルギーを増やす取り組みも、AI ワークロードの温室効果ガス削減をさらに後押ししていくことになるでしょう。AWS は、データセンターの設計から最適化、チップへの投資に至るまで、データセンターインフラストラクチャー全体で持続可能性のためのイノベーションを常に行い、お客様のニーズに対応するため継続的にエネルギー効率の改善に努めています」
アクセンチュアのテクノロジー・サステナビリティ・イノベーション担当グローバル・リードであるサンジェイ・ポダー（Sanjay Podder）氏は、次のように述べています。「本調査は、AWS がハードウェアや冷却の効率化をはじめ、カーボンフリーエネルギー、カスタムシリコン、最適化されたストレージなどに注力することで、組織による AI と機械学習のワークロードの温室効果ガス削減に貢献できることを示しています。AI の需要が拡大し続ける中、テクノロジーによる持続可能性は、企業がイノベーションを推進しながら環境目標を達成する上で重要な役割を果たすことができます」
持続可能なシリコンチップ技術のイノベーション：カスタムシリコンチップの開発
電力効率向上のために AWS が進めている代表的な取り組みの 1 つが、AWS のカスタムシリコンチップへの投資です。2018 年に発表された Graviton は、AWS の独自設計による汎用プロセッサで、この種のチップとしては初めて、大手クラウドプロバイダーによって大規模に展開されたものです。最新の Graviton4 は初代の Graviton1 の 4 倍のパフォーマンスを提供し、Graviton3 は同等の EC2 インスタンス（データセンターで計算が行われる）よりも最大 60% 少ない消費電力で同じパフォーマンスを実現できるのに対して、Graviton4 はさらにエネルギー効率を向上します。
生成 AI アプリケーションをより持続可能な方法で実行するためには、エネルギー効率の高いハードウェアによるシリコンチップレベルでのイノベーションが求められます。AWS はパフォーマンスやエネルギー消費量を最適化するために、AWS Trainium （機械学習トレーニング用）や AWS Inferentia（推論用）などのカスタムシリコンアクセラレーターを開発し、同等の他の高速コンピュートインスタンスよりも大幅に高いスループットを実現しています。AWS Trainium は、生成 AI モデルのトレーニングにかかる時間を、数カ月から数時間へと短縮します。Trainium2 は、第 1 世代の Trainium と比べて、最大 4 倍高速なトレーニング性能と、3 倍多いメモリ容量を提供すると同時に、エネルギー効率（1 ワットあたりの性能）を最大で 2 倍向上させる設計となっています。AWS Inferentia は、AWS の機械学習推論チップのなかで電力効率が最も高くなっています。Inferentia2 は、類例のものと比べて最大 50% 高いワットあたりの性能を提供し、最大 40% のコスト削減を可能にします。AWS はこうしたカスタムシリコンのアクセラレーターによって大規模な AI モデルのインフラストラクチャの温室効果ガスを削減し、消費電力 1 ワット当たりのパフォーマンスを強化して、効率的に実行できるようにします。
AWS のインフラストラクチャ全体でのエネルギー効率の向上
配電から冷却技術まで、AWS のインフラストラクチャはエンジニアリングにおけるイノベーションを通じて、できるだけピークに近いエネルギー効率での運用が可能です。AWS は、リソースの使用を最適化することで、アイドリング容量を最小限に抑え、インフラストラクチャの効率を改善し続けています。例えば、AWS ではデータセンターの設計の際、中央に大型の無停電電源装置（UPS）を配置する代わりに小型のバッテリーパックを利用して、ラックごとにカスタム電源を設置することで、電力効率を改善するだけでなく、可用性も向上させました。電力は、電圧が変わったり、交流から直流、あるいはその逆の変換の度に、その過程でいくらかの電力が失われます。UPS を排除することにより、AWS はこうした変換を減らすことができます。さらに、ラックの電源供給を最適化したことで、ここでの最終的な変換による電力のロスも低減し、こうした変更を合わせると電力変換時のロスはおよそ 35％ 削減されます。
サーバー機器に電力を供給した後、AWS のデータセンターにおいて最もエネルギーを使用するリソースの 1 つとなるのが冷却です。AWS は効率性を高めるために、場所や時期に応じて、自由空冷をはじめとするさまざまな冷却技術に加えて、リアルタイムデータを用いて気象状況に適応しています。このような革新的な冷却に関する取り組みは、運用規模の小さな一般的なオンプレミスのデータセンターではより困難になります。AWS の最新のデータセンター設計は、最適化された空冷ソリューションが液冷機能と併せてシームレスに統合されており、NVIDIA の Grace Blackwell Superchip のような最も強力な AI チップセットに対応できるようになっています。このような柔軟なマルチモーダル冷却設計により、従来のワークロードと AI モデルのいずれを実行する場合であっても、最大限のパフォーマンスと効率性を引き出すことが可能です。
日本国内最大の再生可能エネルギー購入企業
今回の調査結果から、日本における AWS のカーボンフリーエネルギーの追加調達が、計算負荷の高いワークロードの温室効果ガスの排出を 31% 削減することに貢献していることがわかります。AWS は、2040 年までに事業全体で温室効果ガスの排出量実質ゼロを達成するという Amazon のコミットメントに足並みを揃える形で、グローバルインフラストラクチャに必要な電力の 100％ カーボンフリーエネルギーへの移行を迅速に進めています。Amazon は世界中で 500 件を超える太陽光発電と風力発電プロジェクトに数十億ドルを投資し、Amazon 全体において、事業活動で使用する電力量と同等の電力を、100％ 再生可能エネルギーで確保するという目標を、2023 年に 7 年前倒しして達成しました。
Bloomberg New Energy Finance（NEF）によると、Amazon は 4 年連続で世界最大の再生可能エネルギー購入企業であることが確認できています。現時点において、日本国内で太陽光・風力発電合計 20 件の Amazon の再生可能エネルギープロジェクトが始動可能な状態となっています。これらが稼働を始めれば、年間 20 万メガワット時（MWh）以上の再生可能エネルギーが生成されると見込まれ、毎年日本の 4 万8,000 世帯に電力を供給するのに十分な量となります 。最近 2024 年 7 月には、日本で初めてとなる陸上風力発電所（所在地：青森県六ケ所村、発電設備容量：33 メガワット（MW））への投資を発表しました。
2021 年に日本初となるコーポレート PPA（Power Purchase Agreement）を活用したオフサイト型の太陽光発電プロジェクト（分散型）を立ち上げて以来、Amazon は日本全国で再生可能エネルギーの普及を急速に拡大してきました。大規模な再生可能エネルギープロジェクトに適した土地が限られた日本において、Amazon は集約型および分散型の大規模太陽光発電所、陸上風力発電所、そして 14 件の屋根設置太陽光発電プロジェクトを進めるなど、さまざまな革新的な方法で再生可能エネルギーの調達を進めています。
Amazon は引き続き日本社会の再生可能エネルギーへの移行を支援するため、さまざまな企業と連携し、変革を進めていきます。バーチャル PPA などの仕組みを通して、企業による再生可能エネルギー調達の選択肢を広げるため、Amazon は、数年にわたって政策関係者や日本気候リーダーズ・パートナーシップ（JCLP）をはじめとした業界団体と協力してきました。これらの取り組みは、新たな再生可能エネルギープロジェクトを電力網に追加し、他の企業が再生可能エネルギーへの移行目標を達成するための新たな機会を創出することにも貢献します。
AWS の最新調査レポート「AWS クラウドへの移行による温室効果ガス削減に向けた取り組み」は、こちらよりダウンロードが可能です。