自然の力
Updated 3月 27, 2026
ルーツをたどる
誰かに「クラウド」の視覚的な説明を求めることは、空気の視覚的な説明を求めるようなものです。オンライン注文、メッセージ アプリ、ソーシャル メディアなどの日常的な活動は、クラウドなしでは成り立たないものの、それが何であるかを正確に言葉にするのは難しいことです。
しかし、クラウドも空気も、理解しやすい性質を共有しています。どちらも目に見えない形で常に身近にあり、計り知れない価値があることを私たちは知っています。空気は誰もが必要とするものであり、クラウドは多くの人の生活をはるかに楽にすることができます。
しかし、この基本的な理解は、さらなる疑問を生むだけです。
そもそも、私たちのデータはどのようにしてクラウドに入ったのでしょうか? そこからどこへ向かうのでしょう? どこに保存され、どのように 24 時間 365 日利用できるのでしょうか? そして、この規模で AI を動かすには何が必要でしょうか?
これらの質問に対する答えは非常に具体的なもので、それはデータセンターです。
データセンターは Microsoft Cloud を支える柱であり、AI ワークロードも例外ではありません。これらは、何千台ものサーバーを収容して維持する物理インフラストラクチャであり、クラウドを介してデータを保存および移動します。データセンターでは、サーバーを稼働させ続けるために、一定のエネルギー源とクリーンで涼しい環境が必要です。
「現在、当社は 34 か国で 500 以上のデータセンターを運営しています」と、Microsoft のクラウド運用およびイノベーション担当コーポレート バイス プレジデントである Noelle Walsh 氏は述べています。
クラウド サービスの需要は年々指数関数的に増加しており、理由の 1 つには近年の世界的な AI の利用の急増があります。つまり、Microsoft のデータセンター インフラストラクチャも急速なペースで成長する必要があったことを意味します。その成長における主要な考慮事項の 1 つは、データセンターが、環境やコミュニティへの影響を最小限に抑えながら持続可能な方法で、クラウド コンピューティングに対する世界的な需要の高まりにどのように対応できるかということです。
良き隣人であること
Microsoft のデータセンターにおけるイノベーションの出発点は、38 億年にわたる自然界の R&D に基づいており、現代の設計上の課題を持続的に解決します。リースおよび土地開発担当ディレクターの Kaitlin Chuzi 氏のような主要なリーダーは、既存の生態系から派生した技術を採用することで、ソリューションの推進を支援しています。AI は、自然に着想を得たデザイン オプションをすばやく探索し、何かを構築する前に結果をモデル化することで、この作業を加速させることができます。
データセンターは、家庭、オフィス、信号機に電力を供給するのと同じ電力網からのエネルギーを使用します。常時稼働している必要があるため、ディーゼル燃料のバックアップ発電機と鉛蓄電池の無停電電源装置は、従来から停電時の稼働を支える主力設備でした。さらに、データセンターの物理的な規模が巨大になる可能性があるため、それらが存在する地域において相当なエコロジカル フットプリントを有します。
「私たちの日常業務の中核となるのは、データセンターの設計と運用効率を改善して、使用する天然資源の数を減らすことです。そのためには、コミットメントに向けて取り組む際にサステナビリティを基盤とし、環境への影響を最小限に抑えるために日常業務を継続的に適応させることです」と Walsh 氏は言います。
データセンターのサステナビリティを向上させるための中核となるアプローチはイノベーションです。社内の R&D チームと連携し、外部の専門家と協力することで、社内の慣行と方針は、これらの施設を構築・運用するための新しいアプローチをテストし実装することの利点について、業界に明確な例を示しました。
「どんな建物でも環境保全コストがかかりますので、私たちはその軽減に取り組んでいます。重要なのは、地域の生態系を念頭に置いて、総合的かつ体系的に施設を設計することです」と Chuzi 氏は言います。
Kaitlin 氏とチームは、植物、動物、そして何百万年にもわたる進化の過程で自然に現れた要素から得られるソリューションを利用して実現する、バイオミミクリーの専門家です。バイオミミクリーを活用することで、施設が運営されている既存のコミュニティと調和し、積極的に貢献することで、データセンターが自然の中でどのように存在するかを再構築できます。
たとえば、一部の施設では、従来の雨水貯留池を人工の湿地に変えて、ろ過と水質の改善に役立て、在来種の生息地を作り出しています。また、鳥が感知して回避できるクモの巣の酵素の特性を模倣した特殊な UV ガラスを使用しているものもあり、建物に鳥が衝突する事例を減らします。AI が施設の状態を分析してデータを監視することにより、水のパフォーマンスを微調整し、野生生物への経時的な影響を軽減します。
鳥類は、一部のクモの巣に見られる紫外線酵素を感知して回避できるように進化してきました。鳥がデータセンターに衝突する事故の数を減らすために、一部の施設では、その酵素の特性を模倣した特殊な UV ガラスを使用しています。
生物多様性を高める垂直に植栽された壁面緑化から、雨水を下の地面に流すための透水性舗装まで、自然の法則はデータセンターと環境との共存に役立っています。データセンターの建設に使用される資材も、イノベーションを通じてサステナビリティへの取り組みを促進する絶好の機会を提供してきました。
「健全で手付かずの生態系には、100% の生態系機能があります。標準的な [データセンターの] 設計では、生態系の 37% が維持されます。私たちは、少なくとも 66% の生態系機能を達成しようとしています。」
Kaitlin Chuzi
データセンターの主要材料であるコンクリートは、世界の全炭素排出量の 8% を占めており、地球上の温室効果ガスの最大の発生源の 1 つとなっています。さらなる炭素削減を推進するために、Microsoft では再生ガラスを使用した新しいコンクリート混合物を試験的に導入しており、これによりスラブ構造の炭素を約半分に削減できます。また、別のラボ レベルでの実験では、Prometheus Materials 社と共同で、設備の炭素をほぼゼロに抑える可能性を秘めた、石灰岩と藻類ベースのコンクリートで作られた建築材料の使用についても検討しています。
ただし、データセンターの外部で起こっていることに対して持続可能なソリューションを導入するだけでは、まだ半分にすぎません。内部で起こっていること、例えば 24 時間 365 日電力を供給し続ける方法なども同様に重要です。たとえ短時間の停電でも、クラウドインフラ全体に甚大な波及効果をもたらすためです。
この巨大なタスクの日常的な「方法」に取り組んでいるのが、データセンターのエネルギー戦略担当シニア ディレクターである Audrey Lee 氏です。Audrey 氏は、データセンターの電力調達に関連する複雑な計画と戦略を監督し、その使用量が送電網を共有するコミュニティにどのように影響するかを判断します。
「従来、送電網に占める Microsoft のデータセンターの割合はごく一部でした。しかし、需要が増加するにつれて、より大きなシェアが必要になったため、弊社の影響を理解することが重要となっています」と Audrey 氏は述べています。
現在および将来の送電網に対する需要の増加をより深く理解するために、Audrey 氏のチームでは AI ベースの予測 を含む「グリッド モデリング」と呼ばれるアプローチを利用しています。これにより、送電網の使用状況を予測して、適切で持続可能、かつタイムリーな方法で計画することが可能になります。
Microsoft はエネルギー企業ではありませんが、インフラストラクチャ企業と見なすことができ、エネルギーは貴重な資源です。そのため、持続可能なエネルギーの慣行と、送電網の安定化や送電網への還元など、地域社会にプラスの影響を与えることは、重要な責務です。
電力消費量が増加すると、送電網の電力需要と供給が必ずしも一致するとは限りません。Microsoft では、送電網が停止した場合のバックアップとして、無停電バッテリー供給システムを用意しており、データセンターの電力需要の一部を一時的にこれらのバッテリーにシフトすることで、送電網にサービスを提供し、送電網の安定化をサポートします。データセンターのバックアップおよびサーバー冷却システム用の代替電源を開発することにより、大きなイノベーションが現実のものになりつつあります
AI は、需要をシフトするタイミングと方法を最適化し、送電網の状態に迅速に対処して、効率を向上させるのに役立ちます。Microsoft は、アイルランドのデータセンターのローカル電力網を安定させるために、高度なバックアップ バッテリーである GUPS (Grid-Interactive Uninterruptible Power Supply) を使用して、天候の変化や電力潮流の増減時、需要急増時に送電網の周波数を一定に維持できるようにしています。このテクノロジーは、フィンランド、スウェーデン、デンマークに建設中のデータセンターにも導入されています。
AI を活用したイノベーションについて理解する
バイオミミクリー
バイオミミクリーは、自然が何十億年もの間、問題を解決してきたというシンプルな考え方から出発しています。よく見ると、今日の課題に適応できる、スマートで実績のある設計が見つかります。これは、データセンターが周囲の生態系とより適切に連携し、生態学的機能を強化できることを示しています。AI は、設計変数を迅速にテストし、環境データの中に存在するパターンを特定することで、結果を改善できます。
グリーン水素
グリーン水素は、水を水素と酸素に分解する電気分解で作られるため、有害な副生成物が発生しません。Microsoft は、このクリーンな電力を自社のデータセンター全体に拡大することで、世界のエネルギー部門の新たな領域開拓を支援しています。AI は、システム制御を最適化し、メンテナンスの必要性を予測することでパフォーマンスを向上させるため、水素電力が最も必要とされる場面での信頼性が高まります。
送電網の安定化
電力需要が急増すると、送電網に負担がかかる可能性があります。送電網の安定化は、需要と供給のバランスの確保を支援します。データセンターにはすでに常時オンのバックアップ電源があるため、必要に応じて一時的に一部の負荷を送電網からシフトして、システムを安定化させることができます。AI は、需要の急増を予測して負荷の変動をより正確に調整することで、そのシフトをよりスマートにします。
イノベーションを原動力とする未来
「水素燃料電池技術は小規模で商業化されてきましたが、再生可能エネルギー源による発電が行われていないデータセンターで数メガワット クラスの発電を大規模に実証したのは Microsoft が初めてです」と、水素技術担当ディレクターの Sonia Maleky 氏は述べています。
グリーン水素は、排出量がゼロであるため、データセンターの完璧な代替持続可能なエネルギー源になる可能性があります。副産物はきれいな水と熱のみで、サーバー システムの冷却や地域社会への熱供給に転用することができます。AI は、その熱と水の供給とリアルタイムの冷暖房のニーズを一致させることで、より効率的にルーティングして再利用できるようにします
Microsoft の水素技術チームは、私たちが知っているエネルギー部門を変える可能性を秘めたエネルギー イノベーションを生み出しています。グリーン水素の応用を産業規模で実証することは、社内のサステナビリティを高め、同様の目標とコミットメントを持つ他の企業が同じ目標を達成するのに役立ちます。
開発におけるさらなるイノベーションがプラスの影響を与えています。コールド プレート技術は、冷却システムから取り出された温水を冷水としてリサイクルします。これにより、Micosoft のシステムは、従来のシステムよりも 90% 効率が向上しています。最終的には、外部からの水源を必要としない完全なクローズド ループ システムになります。AI はこれらの冷却ループをリアルタイムで制御し、流量と温度を調整することで、ワークロードの変化に応じて効率を高く保ちます。
世界初の Circular Centers プログラムは、データセンターのハードウェアを再利用して別の用途に利用することができ、2024 年にはサーバーとコンポーネントの再利用・リサイクル率が 90.9% に達し、2025 年の目標である 90% を前倒しで上回りました。AI は選別と診断を改善し、どのコンポーネントがより迅速かつ正確に再利用、修理、リサイクルできるかを特定します。
データセンターが環境的にネット ニュートラルになり、プラスの影響を与えることができる未来は、かつてないほど近づいています。また、クラウド コンピューティングと AI が世界中で拡大し続ける中、Microsoft のデータセンターは、可能な限り持続可能な方法でその需要を満たす準備ができています。
画像クレジット: Matt Howard、Dave Hoefler、Ivan Bandura、Yogesh Gosavi、Josh Withers
