【ITニュース解説】We Found the Hidden Cost of Data Centers. It's in Your Electric Bill [video]

現代社会はインターネットや様々なデジタルサービスなしには成り立たない。私たちが日々利用するスマートフォンアプリ、SNS、動画ストリーミング、オンラインゲーム、クラウドストレージ、ビジネスで使う各種システムなど、これら全ては「データセンター」と呼ばれる巨大な施設によって支えられている。データセンターは、大量のサーバーコンピュータ、ストレージ装置、ネットワーク機器などが集積され、年中無休で稼働し続けているデジタル社会の心臓部だ。これらの機器が大量に集まっているため、データセンターは膨大な電力を消費する。

データセンターで消費される電力は、主に二つの目的で使われている。一つは、サーバーが計算処理を行ったり、データを保存・読み書きしたり、ネットワーク機器がデータを送受信したりするための「機器の稼働電力」だ。もう一つは、これら稼働中の機器から発生する大量の熱を冷やすための「冷却電力」である。サーバーは計算処理を行う際に必ず熱を発生させる。特に高性能なサーバーが密集すると、その熱量は尋常ではなく、エアコンや大型冷却装置なしには機器がオーバーヒートして停止してしまう。このため、データセンターの電力消費のうち、約半分が冷却に使われているとも言われ、機器の稼働と同じくらい冷却も重要な要素なのだ。

世界中でデジタルサービスの利用が拡大するにつれて、データセンターの数も規模も増大し続けている。それに伴い、データセンターが消費する電力も爆発的に増加しているのだ。地域によっては、データセンター全体の電力消費量が、その地域の総電力消費量の数パーセントから、場合によっては都市全体が消費する電力量に匹敵するレベルに達しているケースもある。これは、現代社会がいかにデータセンターに依存しているかを示すと同時に、その電力消費量が社会全体に大きな影響を与えていることを意味する。

では、このデータセンターの膨大な電力消費が、なぜ私たちの電気代と関係するのだろうか。電力会社は、私たちが利用する電力、そしてデータセンターが利用する電力を含め、社会全体の需要を満たすために発電所を稼働させ、電力網を維持・管理している。発電所の建設費、燃料費（石炭、天然ガス、原子力燃料など）、送電網の維持費、従業員の給与、そして再生可能エネルギーへの転換費用など、電力供給にかかる全てのコストは、最終的に電力会社の料金体系に組み込まれる。つまり、社会全体で消費される電力量が増えれば増えるほど、これらのコストも増大し、その増大分は電力料金として私たち消費者や企業に転嫁されることになる。

私たちがオンラインで動画を視聴したり、クラウドストレージにデータを保存したり、SNSを利用したりするたびに、遠く離れたデータセンターのサーバーが動き、電力を消費している。この積み重ねが、社会全体の電力需要を押し上げ、ひいては私たちの毎月の電気代に間接的に影響を与えているのだ。これは、私たちが日々のデジタルライフを享受するための「見えないコスト」と言える。

データセンターの電力消費は、環境にも大きな影響を与える。現在、世界の電力の多くは石炭や天然ガスなどの化石燃料を燃やすことで発電されているため、電力消費の増加は二酸化炭素（CO2）排出量の増加に直結する。CO2は地球温暖化の主要な原因物質であり、データセンターの電力消費は地球規模の環境問題にも寄与しているのである。

このような状況に対し、データセンター業界やIT企業は様々な取り組みを行っている。一つは、より省電力なサーバー機器やストレージ、ネットワーク機器を開発し導入することだ。また、冷却システムに関しても、AIを活用して最適な温度管理を行う、外気を利用した間接的な冷却（フリークーリング）、さらには液体の中にサーバーを浸して直接冷却する液浸冷却など、新しい技術が導入されつつある。

さらに、再生可能エネルギーの導入も重要な取り組みだ。データセンターの事業者が、自ら太陽光発電所や風力発電所を建設したり、再生可能エネルギー由来の電力を直接購入する契約（PPA: Power Purchase Agreement）を結んだりするケースが増えている。これにより、データセンターの稼働に必要な電力をクリーンなエネルギーで賄い、CO2排出量を削減しようとしているのだ。また、気候が冷涼な地域にデータセンターを建設し、自然の冷気を活用して冷却効率を高めることで、電力消費を抑える試みも行われている。

システムエンジニアを目指す皆さんにとって、これらのデータセンターを取り巻く課題は無関係ではない。私たちが設計、開発、運用するシステムが、最終的にデータセンターのサーバー上で稼働する。そのため、システムの設計段階から電力効率を意識することが重要になる。例えば、不必要な処理を減らす、効率的なアルゴリズムやデータ構造を選択する、過剰なリソースを確保しないようにする、ピーク時とアイドル時でリソース利用を最適化する（自動スケーリングなど）、といった工夫は、サーバーの電力消費を直接的に削減することに繋がる。

クラウドサービスを利用する場合も、どの地域のデータセンターを利用するか、どのようなインスタンスタイプ（CPUやメモリの性能）を選ぶか、ストレージの種類やデータ転送量など、様々な要素が電力消費に影響を与える。環境負荷や運用コストを考慮し、最適な構成を選択するスキルは、これからのシステムエンジニアにとって不可欠な能力となるだろう。グリーンITやサステナビリティといった視点を持ち、ITシステムのライフサイクル全体を通して環境負荷低減に貢献できる知識と技術を身につけることは、今後ますます重要となる。私たちのデジタルな未来を支える一方で、その隠れたコストと環境への影響を理解し、より持続可能なシステムを構築していくことが、次世代のシステムエンジニアに求められているのだ。