AIの電力問題に立ち向かう、富士通の省電力技術3選

テクノロジーメガシティの抽象的な3Dレンダリング

Article | 2025年5月29日

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生成AIをはじめとしたAI技術の発展は、あらゆる産業にビジネス変革の機会をもたらします。一方で、AIの利用の急拡大によってデータセンターの消費電力が増大し、地球環境に悪影響を与えています。この問題に立ち向かうために、富士通は、AIの計算処理を行うインフラの領域で、様々な省電力技術の研究開発を進めています。この記事では、(1)AIの計算処理でGPUの稼働効率を高める「AI Computing Broker」、(2)省電力と高性能を両立する次世代CPU「FUJITSU-MONAKA」、(3)データセンターの発熱増に対応する水冷技術の3つの技術を紹介します。

*所属・役職は掲載当時のものです。文中、敬称略

GPU稼働率を2倍にして消費電力を半減

解説:富士通 富士通研究所 コンピューティング研究所 所長 中島 耕太

富士通が開発したAI Computing Brokerは、AIの計算処理において、GPUの稼働を2倍にするソフトウェア技術です。AIの発展と普及により、データセンターで大量のGPUが使われるようになりました。今やGPUは世界中で争奪戦になっており、供給が追いつかないほどです。AI Computing Brokerを使うと計算量あたりのGPU数を半減できるので、GPUの供給不足に対応できます。また、電力消費量も半分ですみます。AIデータセンターでGPUは非常に多くの電力を使っており、GPU数の削減は全体の省電力化に大きく影響します。

AIがデータを処理して学習や推論を行うプロセス(AIプログラム)で、GPUが使われるのは主に学習や推論の計算になります。学習や推論の前後にある前処理や後処理にはCPUが用いられますが、この間、GPUはアイドル状態で動いていません。この無駄をなくすために、CPUの処理中にGPUを元のAIプログラムから切り離して、他のAIプログラムの学習計算に割り当てるのがAI Computing Brokerの技術です。

図の上段はAI Computing Broker適用前の4GPUで1つのLLMを動かした場合のGPU稼働状況を表すグラフでは稼働していない時間が目立つ。一方下段のAI Computing Broker適用した場合、複数のLLMサービスを同時に稼働することができ、GPUの稼働率が大幅に上がっているのがわかる。
AI Computing Broker(ACB)の適用無しの場合(上段)と適用した場合(下段)

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高性能と省電力性を両立する次世代CPU

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AI時代に必須の水冷化トレンドと、富士通の卓越した水冷技術の知見

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