資源エネルギー庁 御中

平成２９年度省エネルギー政策立案のための調査事業

（トップランナー制度の見直しに向けた調査等）

報告書

2018 年 2 月 28 日

環境・エネルギー事業本部

i

はじめに

民生・運輸部門のエネルギー消費量の増加を抑制すべく、平成 10 年のエネルギーの使用

の合理化等に関する法律（以下、「省エネ法」という。）改正にてトップランナー制度が導

入され、製造・輸入事業者に対して目標年度に基準エネルギー消費効率（以下、「目標基準

値」という。）の達成を求めるとともに、エネルギー消費効率等の表示が義務化された。

トップランナー制度の対象となる機器については、29 品目にまで拡大され、世帯あたり

最終エネルギー消費量の約 7 割をカバーするに至っている。

加えて、小売事業者を対象とする表示制度によって、消費者等に機器の省エネ情報を提供

し、省エネ性能の高い機器の購入が促進されている。

エネルギーミックスを確実に実現する観点から、引き続きトップランナー制度は重要で

はあるものの、以下に示す課題が顕在化している。

省エネ性能の測定方法等に関する課題

✓ 現在の測定方法は、IoT 等を活用して実際の使用環境に応じた省エネを追求する

新たな技術を適切に評価できておらず、このような測定方法を前提に設定され

た目標や表示制度は機器の省エネ性能の向上を十分に促せていないのではない

か。

表示制度に関する課題

✓ E コマースの普及等の流通形態の変化に対応できておらず、消費者への省エネ性

能の訴求が十分にできていないのではないか。

対象機器に関する課題

✓ 技術革新が早い IT 分野等では、多種多様な機器が頻繁に登場するため、機器の

定義付けや目標基準値の策定等が困難になるなど、今後技術的に公平で効果的

な規制とする上で課題があるのではないか。

本事業では、特定エネルギー消費機器の最新動向を踏まえて課題の詳細化を行うととも

に、トップランナー制度見直しの方向性に係る検討を行った。

第 1 章では、電子計算機、磁気ディスク装置、ガス温水機器及び石油温水機器、ルーティ

ング機器及びスイッチング機器、家庭用エアコン、電球類及び照明器具、テレビジョン受信

機を対象として、省エネ技術やその評価に係る最新状況の整理を行った。具体的には、各機

器について、現状及び今後の省エネ技術開発の動向、エネルギー消費効率の指標及び測定方

法の動向を整理した。また、一部の機器については、判断基準ワーキンググループにおいて

基準策定に係る審議を行うため、論点整理、関係業界団体等との意見調整、資料作成支援等

を行った。

第 2 章では、小売表示制度に関する課題の詳細化及び解決方策の検討を行った。具体的に

ii

は、トップランナー制度の対象機器の商流を把握した上で、小売表示制度における対象機器

の見直し、現行規定事項の表示方法の見直し、表示事項の見直し等に係る検討を行った。

第 3 章では、トップランナー制度の見直しの方向性に係る検討を行った。具体的には、測

定方法等の見直しに係る考え方、他の制度と連携した規制のあり方について、検討を行った。

iii

目 次

1. 特定エネルギー消費機器の最新状況の整理 ....................................................................... 11

1.1 電子計算機（サーバ型電子計算機、クライアント型電子計算機） .......................... 13

1.1.1 省エネ技術開発の動向 ........................................................................................ 13

1.1.2 エネルギー消費効率の測定方法の現状、海外動向............................................. 19

1.1.3 審議会資料作成支援 ............................................................................................ 21

1.1.4 その他 .................................................................................................................. 29

1.2 磁気ディスク装置 ...................................................................................................... 31

1.2.1 省エネ技術開発の動向 ........................................................................................ 31

1.2.2 エネルギー消費効率の測定方法の現状、海外動向............................................. 36

1.2.3 審議会資料作成支援 ............................................................................................ 36

1.2.4 その他 .................................................................................................................. 39

1.3 ガス温水機器、石油温水機器 .................................................................................... 40

1.3.1 省エネ技術開発の動向 ........................................................................................ 40

1.3.2 エネルギー消費効率の測定方法の現状 ............................................................... 54

1.3.3 審議会資料作成支援 ............................................................................................ 54

1.4 ルーティング機器、スイッチング機器 ..................................................................... 57

1.4.1 省エネ技術開発の動向 ........................................................................................ 57

1.4.2 エネルギー消費効率の測定方法の現状、海外動向............................................. 60

1.4.3 審議会資料作成支援 ............................................................................................ 60

1.5 家庭用エアコン .......................................................................................................... 65

1.5.1 省エネ技術開発の動向 ........................................................................................ 65

1.5.2 エネルギー消費効率の測定方法の現状、海外動向............................................. 77

1.6 電球類および照明器具 ............................................................................................... 90

1.6.1 省エネ技術開発の動向 ........................................................................................ 91

1.6.2 照明器具の基準を策定する際の論点 .................................................................. 96

1.7 テレビジョン受信機 ................................................................................................. 103

1.7.1 省エネ技術開発の動向 ...................................................................................... 103

1.7.2 エネルギー消費効率の測定方法の現状、海外動向........................................... 122

2. 商流を踏まえた効果的な表示制度のあり方の検討 .......................................................... 128

2.1 各機器の商流を踏まえた表示制度の課題の把握 ..................................................... 129

2.1.1 トップランナー制度対象機器の商流 ................................................................ 129

2.1.2 現行の小売事業者表示制度上の扱い ................................................................ 136

2.1.3 情報提供の方法ごとに想定される課題 ............................................................. 145

2.2 従来の商取引からの変化を踏まえた表示制度の検討.............................................. 146

2.2.1 インターネットの普及状況 ............................................................................... 146

2.2.2 電子商取引の普及状況 ...................................................................................... 147

2.2.3 インターネット利用や EC の普及による表示制度への影響と改善策の案 ...... 149

iv

2.3 目安年間エネルギー使用料金等の複数年表示に関する検討 ................................... 152

2.3.1 目安年間エネルギー使用料金の現状 ................................................................ 152

2.3.2 複数年表示導入のメリット及び導入に当たっての課題 ................................... 153

2.4 多段階評価に関する表示の切り替えの検討 ............................................................ 154

2.4.1 現状の多段階評価制度とその課題 .................................................................... 155

2.4.2 多段階評価のあり方検討 ................................................................................... 160

3. トップランナー制度見直しの方向性の検討 ..................................................................... 164

3.1 実使用上の省エネルギー促進に向けた測定方法等の見直しに係る検討 ................ 164

3.1.1 測定方法等に係る課題 ...................................................................................... 164

3.1.2 現行基準では評価できない省エネ技術の評価 .................................................. 169

3.2 規制制度の在り方に係る検討 .................................................................................. 169

3.2.1 技術開発動向に起因する規制制度上の課題 ..................................................... 169

3.2.2 他の規制との連携による TR 制度の効果向上について .................................... 169

v

図 目 次

図 1-1 トップランナー機器の現状と今後の対応方針...................................................... 11

図 1-2 CPU 世代別の各要素別消費電力推移 ..................................................................... 18

図 1-3 出荷台数、出荷 1 台あたり年間消費電力量の仮定（イメージ） ...................... 29

図 1-4 記録密度の推移 .......................................................................................................... 32

図 1-5 ヘリウムガス充填ドライブの採用状況 .................................................................. 34

図 1-6 従来型ガス給湯器と潜熱回収型ガス給湯器の構造の違い .................................. 41

図 1-7 リンナイの中期経営計画及びエコジョーズ推進の位置づけ .............................. 43

図 1-8 国内事業 高効率給湯器（エコジョーズ）の販売構成比率･需要推移（ノーリツ）

............................................................................................................................................ 44

図 1-9 住宅セグメント別の課題 ......................................................................................... 47

図 1-10 設置先の制約への技術的対応 ............................................................................... 48

図 1-11 普及のための技術的課題（ドレン・排気） ....................................................... 49

図 1-12 普及のための技術的課題（特殊使用機器の取替） ............................................ 50

図 1-13 ガス給湯器の設置形態（ストック） ................................................................... 51

図 1-14 PS 設置における雨水側溝排出（既設給湯器からエコジョーズへの取替事例）

............................................................................................................................................ 51

図 1-15 流通経路別給湯器出荷割合 ................................................................................... 52

図 1-16 販路に関する課題 ................................................................................................... 53

図 1-17 石油給湯器における潜熱回収型機器の出荷推移................................................ 53

図 1-18 エアコン機器区分ごとの 2017 年度の APF ......................................................... 70

図 1-19 区分 A の機種数と APF 推移 ................................................................................. 71

図 1-20 区分 A の機種数と APF 分布 ................................................................................. 71

図 1-21 区分 C の機種数と APF 推移 ................................................................................. 72

図 1-22 区分 C の APF 分布 ................................................................................................. 72

図 1-23 区分 F の APF 推移 .................................................................................................. 73

図 1-24 区分 F の APF 分布 .................................................................................................. 74

図 1-25 区分 F の効率改善の技術例、内部構造 ............................................................... 74

図 1-26 区分 F の効率改善の技術例、運転特性イメージ ............................................... 74

図 1-27 区分 G の APF 推移 ................................................................................................. 75

図 1-28 区分 G の APF 分布 ................................................................................................. 75

図 1-29 家庭用エアコンの性能測定規格 ........................................................................... 77

図 1-30 外気温ごとの空調負荷発生時間（東京の例）.................................................... 79

図 1-31 APF 計算の概要（冷房） ....................................................................................... 80

図 1-32 課題 a. 負荷基準値の設定の概要 .......................................................................... 81

図 1-33 冷房の部分負荷特性の実測例 ............................................................................... 83

図 1-34 エアコン定格の是正による省エネ性能の試算結果 ............................................ 83

図 1-35 課題 b. 低負荷領域の評価の概要 ......................................................................... 84

図 1-36 課題 c. 実体の使用時間との乖離 .......................................................................... 86

図 1-37 エアコンの年間使用時間 ....................................................................................... 86

図 1-38 LED 照明器具の構成要素 ....................................................................................... 93

vi

図 1-39 LED の供給電力に対する消費エネルギーバランス（例） ............................... 93

図 1-40 蛍光灯器具と LED 照明器具の効率改善（消費電力低減）の推移と今後 ...... 94

図 1-41 LED 照明の機種別効率向上 ................................................................................... 95

図 1-42 電球形 LED ランプの効率推移 .............................................................................. 95

図 1-43 テレビの出荷台数の推移 ..................................................................................... 103

図 1-44 薄型テレビ、4K テレビの国内出荷台数の推移 ................................................ 104

図 1-45 フル HD パネルと 4K2K パネルの画素構成の違い .......................................... 105

図 1-46 現行製品における画面サイズに応じた傾き ..................................................... 113

図 1-47 4K の有無による年間消費量への影響 ................................................................ 114

図 1-48 動画表示機能に対する規制構造の検討 ............................................................. 116

図 1-49 画素数（HD から FHD）に対する規制構造の検討 .......................................... 117

図 1-50 付加機能に対する規制構造の検討 ..................................................................... 119

図 1-51 RGB 有機 EL の製品導入市場（株式会社 JOLED） ........................................ 122

図 1-52 エネルギー消費効率（年間消費電力量）の測定方法 ...................................... 123

図 1-53 テレビの平均資料時間推移 ................................................................................. 124

図 1-54 平均視聴時間の推移 ............................................................................................. 125

図 1-55 平均視聴時間の推移 ............................................................................................. 125

図 2-1 各機器の商流を踏まえた効果的な表示制度のあり方の検討フロー ................ 129

図 2-2 機器別の需要比率 ................................................................................................... 131

図 2-3 内生部門の内訳（上位 5 部門まで個別に例示）① ............................................ 132

図 2-4 内生部門の内訳（上位 5 部門まで個別に例示）② ............................................ 133

図 2-5 ルーター・スイッチの販路 ................................................................................... 134

図 2-6 ガス・石油機器の販路 ........................................................................................... 134

図 2-7 想定される販路と情報提供方法 ........................................................................... 135

図 2-8 ガス調理機器（コンロ）を多段階評価の対象とした場合の各区分の基準達成率

.......................................................................................................................................... 141

図 2-9 ガス調理機器（グリル）を多段階評価の対象とした場合の各区分の基準達成率

.......................................................................................................................................... 141

図 2-10 ガス調理機器（オーブン）を多段階評価の対象とした場合の各区分の基準達

成率 .................................................................................................................................. 141

図 2-11 ストーブを多段階評価の対象とした場合の各区分の基準達成率 .................. 142

図 2-12 電気温水器を多段階評価の対象とした場合の各区分の基準達成率 .............. 142

図 2-13 ガス温水器を多段階評価の対象とした場合の各区分の基準達成率 .............. 143

図 2-14 石油温水器を多段階評価の対象とした場合の各区分の基準達成率 .............. 143

図 2-15 我が国におけるインターネット普及状況 ......................................................... 146

図 2-16 年齢階級別のインターネット普及状況 ............................................................. 146

図 2-17 BtoC 市場における物販分野の EC 市場規模、EC 化率 ................................... 147

図 2-18 BtoC 市場における生活家電、AV 機器、PC・周辺機器等の EC 市場規模、EC 化

率 ....................................................................................................................................... 147

図 2-19 BtoB 市場における EC 市場規模、EC 化率 ....................................................... 148

図 2-20 BtoB 市場における電気・情報関連機器業の EC 市場規模、EC 化率 ............ 148

図 2-21 EC の定義 ............................................................................................................... 149

vii

図 2-22 インターネットショッピングサイトにおける表示例 ...................................... 151

図 2-23 統一省エネラベルにおける目安年間エネルギー使用料金等の表示（赤枠部）

.......................................................................................................................................... 152

図 2-24 耐久消費財の平均使用年数 ................................................................................... 154

図 2-25 多段階評価対象 6 機器の基準達成状況（基準設定時及び H29 年 10 月時点）

.......................................................................................................................................... 157

図 2-26 多段階評価対象 6 機器の達成率分布（機種数ベース） .................................... 159

図 2-27 機種数ベースと出荷台数ベースでの基準達成率比較（エアコン・テレビ） 160

図 3-1 国際エネルギースタープログラムと他の省エネ政策での制度との比較 ........ 170

図 3-2 国際エネルギースタープログラムと他の省エネ政策上の制度の対象機器の比

較 ...................................................................................................................................... 171

viii

表 目 次

表 1-1 調査対象機器と検討単位 ......................................................................................... 12

表 1-2 サーバ型電子計算機において過去に導入された主な省エネ技術 ...................... 13

表 1-3 サーバ型電子計算機における省エネ技術の導入時期 .......................................... 14

表 1-4 クライアント型電子計算機において過去に導入された主な省エネ技術 .......... 16

表 1-5 クライアント型電子計算機における省エネ技術の導入時期（目安） .............. 17

表 1-6 サーバ型電子計算機の審議会資料に係る検討状況 .............................................. 22

表 1-7 サーバ型電子計算機の基準見直しに係る課題（平成 28 年度末時点） ............ 22

表 1-8 サーバ型電子計算機の審議会資料作成に係る実施内容 ...................................... 23

表 1-9 サーバ型電子計算機の審議会資料作成に係る今後の論点 .................................. 24

表 1-10 クライアント型電子計算機の審議会資料に係る検討状況 ................................ 25

表 1-11 クライアント型電子計算機の基準見直しに係る課題（平成 28 年度末時点）

............................................................................................................................................ 26

表 1-12 クライアント型電子計算機の審議会資料作成に係る実施内容 ........................ 26

表 1-13 クライアント型電子計算機の審議会資料作成に係る今後の論点 .................... 28

表 1-14 磁気ディスク装置において過去に導入された主な省エネ技術 ........................ 31

表 1-15 磁気ディスク装置の審議会資料に係る検討状況................................................ 37

表 1-16 磁気ディスク装置の基準見直しに係る課題（平成 28 年度末時点） .............. 37

表 1-17 磁気ディスク装置における審議会資料作成に係る実施内容 ............................ 38

表 1-18 磁気ディスク装置の審議会資料作成に係る今後の論点 .................................... 39

表 1-19 ガス温水機器及び石油温水機器のエネルギー消費効率改善余地の推移 ........ 40

表 1-20 エコジョーズ化宣言 2013 の概要 ......................................................................... 41

表 1-21 潜熱回収型機器の普及実績及び普及目標 ........................................................... 42

表 1-22 ガス・石油温水機器の出荷台数推移 ................................................................... 42

表 1-23 ガス・石油温水機器の潜熱回収型機器の出荷台数推移 .................................... 42

表 1-24 ガス・石油温水機器の潜熱回収型機器の出荷比率推移 .................................... 43

表 1-25 リンナイのエコジョーズ販売戦略等 ................................................................... 44

表 1-26 ノーリツのエコジョーズ販売戦略等 ................................................................... 45

表 1-27 給湯器の足元のストック推計 ............................................................................... 47

表 1-28 住宅の建て方と所有の関係 ................................................................................... 52

表 1-29 ガス石油温水機器における審議会資料作成にあたっての実施内容 ................ 55

表 1-30 ガス石油温水機器における審議会資料作成にあたっての今後の論点 ............ 56

表 1-31 ルーティング機器・スイッチング機器において過去に導入された主な省エネ

技術 .................................................................................................................................... 58

表 1-32 ルーティング機器・スイッチング機器において今後期待される主な省エネ技

術 ........................................................................................................................................ 60

表 1-33 ルーティング機器・スイッチング機器の審議会資料に係る検討状況 ............ 61

表 1-34 ルーティング機器・スイッチング機器の基準見直しに係る課題（平成 28 年度

末時点） ............................................................................................................................ 62

表 1-35 ルーティング機器・スイッチング機器の審議会資料作成に係る実施内容 ......... 62

表 1-36 ルーティング機器・スイッチング機器の審議会資料作成に係る今後の論点 ............ 64

ix

表 1-37 家庭用エアコンの目標基準値策定時に見込まれていた効率改善技術 ............ 65

表 1-38 家庭用エアコンの要素開発における省エネ技術の導入時期 ............................ 66

表 1-39 家庭用エアコンの省エネ大賞受賞製品に採用されている技術 ........................ 67

表 1-40 家庭用エアコンのソフト省エネに関係する技術................................................ 68

表 1-41 省エネ型製品情報サイトに掲載されているエアコン機器区分 ........................ 69

表 1-42 エアコン機器区分ごとの 2017 年度の APF ......................................................... 70

表 1-43 家庭用エアコンにおける今後の技術開発動向.................................................... 76

表 1-44 家庭用エアコンの省エネに対する阻害要因となりえる項目 ............................ 76

表 1-45 APF 計算に用いる５点の測定項目 ....................................................................... 78

表 1-46 旧基準と新基準の区分比較 ................................................................................... 82

表 1-47 新基準と旧基準の熱負荷基準の比較 ................................................................... 82

表 1-48 効率低下係数 CD を変更した場合の APF の変化 ................................................ 85

表 1-49 使用頻度［暖房］（エアコン） ........................................................................... 87

表 1-50 使用頻度［冷房・除湿］（エアコン） ............................................................... 87

表 1-51 照明器具の効率指標ごとのメリット、デメリット ............................................ 97

表 1-52 建築物省エネ法の計算プログラムにおいて評価対象となっている照明制御機

能 ...................................................................................................................................... 101

表 1-53 区分ごとの登録製品数 ......................................................................................... 106

表 1-54 画面サイズ・画質ごとの登録製品数 ................................................................. 107

表 1-55 区分ごとの 4K・8K 機能搭載状況 ...................................................................... 107

表 1-56 市場販売製品に搭載されている省エネ設備・機能の内容 .............................. 109

表 1-57 市場販売製品に搭載されている省エネ設備・機能（各社カタログより抽出）

.......................................................................................................................................... 111

表 1-58 画面サイズに係る分析の対象 ............................................................................. 112

表 1-59 4K 機能に係る分析の対象 ................................................................................... 113

表 1-60 動画表示機能に係る分析の対象 ......................................................................... 115

表 1-61 画素数に係る分析の対象 ..................................................................................... 117

表 1-62 付加機能に係る分析の対象 ................................................................................. 118

表 1-63 付加機能に係る消費電力量のメーカー別比較.................................................. 119

表 1-64 省エネ基準達成率の分布 ..................................................................................... 120

表 1-65 エネルギー消費効率に影響する技術・機能の整理 .......................................... 121

表 1-66 ErP Lot5 とトップランナー制度における性能基準 .......................................... 126

表 1-67 米国 Energy Star とトップランナー制度における性能基準 ............................. 127

表 2-1 トップランナー制度対象機器と産業連関表分類との対応 ................................ 131

表 2-2 多段階評価、年間目安エネルギー使用料金等の表示対象機器の選定基準 .... 136

表 2-3 現行制度における対象機器と対象外とする理由................................................ 137

表 2-4 電球類の年間エネルギー消費量の試算 ............................................................... 144

表 2-5 情報提供の方法ごとに想定される課題 ............................................................... 145

表 2-6 従来の商取引からの変化に対応した表示制度の改善案 .................................... 151

表 2-7 目安年間電気料金等の表示対象機器（赤枠） ..................................................... 152

表 2-8 複数年表示に係る課題 ............................................................................................. 153

表 2-9 基準未達成機種の割合（平成 29 年 10 月現在）.................................................. 161

x

表 3-1 エネルギー消費効率の評価方法に係る課題 ....................................................... 166

11

1. 特定エネルギー消費機器の最新状況の整理

トップランナー制度においては、目標年度を経過したトップランナー機器が増えてきており、

今後は選択と集中により、よりエネルギー消費量が大きくエネルギー消費効率の改善余地が大き

な品目を中心に、基準の見直し等の検討が必要な状況となっている。これを踏まえ、省エネルギ

ー小委員会（平成 27 年 8 月取りまとめ）においては、トップランナー機器は、目標年度待ちの機

器、目標年度を経過した機器、トップランナー機器から除外すべき機器、今後追加予定の機器の

4 項目に整理され、今後の対応方針が示されている。

また、平成 29 年 3 月には、新たに電球類及び照明器具の目標基準値等に関する取りまとめが策

定され、政省令等の改正が予定されている。

図 1-1 トップランナー機器の現状と今後の対応方針

出所）「第 9 回省エネルギー小委員会」資料 4（平成 27 年 1 月）

これらを踏まえ、本調査では、下表に示す機器を調査対象とし、省エネ技術やその評価に係る

最新状況の整理を行った。具体的には、各機器について、現状及び今後の省エネ技術開発の動向、

エネルギー消費効率の指標及び測定方法の動向を整理した。また、電子計算機、磁気ディスク装

置、ガス温水機器、石油温水機器、ルーティング機器、スイッチング機器については、判断基準

ワーキンググループにおいて基準策定に係る審議を行うため、論点整理、関係業界団体等との意

見調整、資料作成支援等を行った。

12

表 1-1 調査対象機器と検討単位

機器名 特定エネルギー

消費機器 本調査における検討単位

電子計算機 ○ 電子計算機

磁気ディスク装置 ○ 磁気ディスク装置

ガス温水機器 ○ ガス温水機器、石油温水機器

石油温水機器 ○

ルーティング機器 ○ ルーティング機器、

スイッチング機器 スイッチング機器 ○

エアーコンディショナー ○ 家庭用エアコン

（業務用エアコンは調査対象外）

蛍光ランプのみを主光源とする照明器具 ○

電球類、照明器具 LED ランプ ○

LED 照明器具 ×

白熱電球・白熱灯器具 ×

テレビジョン受信機 ○ テレビジョン受信機

13

1.1 電子計算機（サーバ型電子計算機、クライアント型電子計算機）

（一社）電子情報技術産業協会（以下、JEITA）へのヒアリング等を通じて省エネ技術開発の動

向、エネルギー消費効率の測定方法の現状および海外動向について調査を行い、基準改定に向け

た審議を行うための論点整理、資料作成を行った。

1.1.1 省エネ技術開発の動向

(1) サーバ型電子計算機

サーバ型電子計算機のハードウェア面では、CPU、メモリ、ストレージ、電源装置、筐体といっ

た各構成要素において、表 1-2 に示す主な省エネ技術によってエネルギー消費効率の改善が進ん

できた。

表 1-2 サーバ型電子計算機において過去に導入された主な省エネ技術

構成要素 過去に導入された主な省エネ技術

CPU 半導体製造プロセスの微細化、マルチコア化、DVFS（Dynamic Voltage

Frequency Scaling）

メモリ 半導体製造プロセスの微細化、低電圧化

ストレージ 垂直磁気記録、ヘリウムガス充填

電源 ソフトスイッチング回路、同期整流回路、出力突合せ回路 MOS-FET 化

筐体 冷却ファンの回転数制御、二重反転ファンによる冷却強化

14

表 1-3 サーバ型電子計算機における省エネ技術の導入時期

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

CPU

(Intel

Xeon)

最大ｺｱ数

DVFS

▲

65nm Process（Core）

▲

45nm（初代：Nehalem）

▲

32nm（第 2 世代：Sandy Bridge）

▲

22nm（第 3 世代：Ivy Bridge）

▲

22nm（第 4世代：Haswell)

▲

14nm（第 5 世代：Broadwell）

▲

14nm第 6世代（Skylake）

▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲

2 4 6 8 10 12 18 22

▲

メモリ ▲

低電圧メモリ

ｽﾄﾚｰｼﾞ ▲ ▲

垂直記録 ヘリウムガス充填

電源

▲ ▲

同期整流 PFC ソフトスイッチ

筐体 ▲

二重反転ファン

過去に導入されてきた省エネ技術の詳細は以下のとおりである。

1) CPU

CPU では、半導体製造プロセスの微細化、マルチコア化、DVFS（Dynamic Voltage and Frequency

Scaling）等により、消費電力が低減してきた。

半導体製造プロセスの微細化によって、トランジスタのサイズが小型化されるので、オン/オフ

のスイッチング時間の短縮や配線抵抗の減少が図られ、消費電力が低減すると言われている。し

かし、半導体製造プロセスが微細化し過ぎるとリーク電流の増加と言った副作用も出るため、半

導体製造プロセスの微細化は次第に限界に近付いてきている状況にある。

また、マルチコア化は 1 つの CPU チップに複数のプロセッサコアを集約する技術である。マル

チコア化の進展により、処理性能が向上し、複合理論性能あたり消費電力も改善する。

DVFS（Dynamic Voltage and Frequency Scaling）は、CPU の電源電圧や動作周波数を可変制御す

るものである。CPU の動作状態に応じて電圧や周波数を下げることで消費電力の低減を行う。

なお、サーバの場合は、搭載される CPU の世代と搭載時期の製品差があまりないことが特徴で

ある。そのため、CPU の世代はほぼ全ての製品で一斉に入れ替わる。

15

2) メモリ

メモリでは、半導体製造プロセスの微細化や動作電圧の低減、動作クロックの動的制御等によ

り、消費電力が低減してきた。しかし、近年は消費電力量の減少量は低下しており、第 4 世代の

以降メモリ電力はほぼ横ばいの推移となっている。

3) ストレージ

ストレージでは、垂直磁気記録方式やヘリウムガス充填技術等によって記録密度を向上させ、

システムに必要な磁気ディスクの総台数を減らすことで消費電力を低減してきた。垂直磁気記録

方式とは、磁化膜（磁性体）に対して垂直に磁化することによって、記録の安定性を保ちつつ記

録密度の向上を図る技術である。ヘリウムガス充填技術とは、空気より密度が薄いヘリウムをハ

ードディスクドライブ内に充填しヘッド位置決め動作を安定させ、トラックピッチを狭めること

により高記録を実現する技術である。

なお、磁気ディスクとは異なる記録方式として、半導体ディスクが挙げられる。半導体ディス

クはメモリ技術をベースとしており、モータやヘッドなどの稼働部品がないため省電力化可能で

あるが、現時点では価格が高く、サーバでは普及には至っていない。

4) 電源

サーバ型電子計算機用の電源の現在の主流はスイッチング方式であり、主な電力損失源である

主スイッチング素子の駆動方式の改善として、ソフトスイッチング回路や同期整流回路等の技術

が導入されてきた。ソフトスイッチング回路とは、電圧や電流がゼロの状態でスイッチングを行

うことにより、スイッチ素子のオン・オフ切り替わり時の電力損失を低減する技術である。同期

整流回路とは、それまで一般的だったダイオード整流回路をトランジスタに置き換えて、順方向

電圧降下の電力損失を低減する技術である。

また、サーバ型電子計算機は高信頼性・高可用性を実現するために、クライアント型では見ら

れない冗長構成の活性保守（稼動状態のまま保守を実施）対応構造とすることが一般的になって

おり、そのために複数の電源の出力を突き合わせる回路が必要となる。この出力を突き合わせる

回路にも、従来はダイオードを使った単純なものが多かったが、サーバの消費電力増大などの影

響で順方向電圧降下による電力損失が大きくなり、MOS-FET 等のトランジスタに置き換えて高効

率化が図られるようになってきた。

5) 筐体

ファンの羽形状の工夫や二重反転ファン等によって冷却効率を改善し冷却用ファンの回転数を

低減させるとともに、冷却用ファンの回転数制御によって無駄な冷却の発生を回避することによ

り、冷却用消費電力の低減が図られてきた。

16

(2) クライアント型電子計算機

クライアント型電子計算機のうち、消費電力量の増減に影響を及ぼす主な構成要素は、CPU、

メモリ、ディスプレイ、ストレージ、電源、ディスクリートグラフィックス（d-GPU）である。こ

れらの構成要素にこれまで導入されてきた省エネ技術は表 1-4 のとおりである。

表 1-4 クライアント型電子計算機において過去に導入された主な省エネ技術

構成要素 過去に導入された主な省エネ技術

CPU 半導体製造プロセスの微細化、動作電圧の低減、動作クロックの動的制

御等

メモリ 半導体製造プロセスの微細化、動作電圧の低減、動作クロックの動的制

御等

ディスプレイ

液晶ディスプレイ（LCD）のバックライトへの LED 搭載、バックライ

トの透過効率の改善等

ストレージ SSD（Solid State Drive）の採用

電源 交流（AC）から直流（DC）への変換

・ パワーエレクトロニクス熱転換効率向上による損失低減（パワー

MOS-FET 採用等）

・ スイッチング方式の採用

・ コアロスの小さなフェライトの採用

DC-DC への変換

・ 同期整流回路の採用

d-GPU 半導体製造プロセスの微細化、動作電圧の低減、動作クロックの動的制

御等

筐体 冷却効率改善によるファン動力の削減

主な省エネ技術の過去の導入時期の目安は、表 1-5 のとおりである。

17

表 1-5 クライアント型電子計算機における省エネ技術の導入時期（目安）

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

CPU

（Intel Core）

▲

65nm(Core）

▲

45nm（Core2）・45nm（Core i）（初代：Nehalem）

▲

32nm（第 2 世代：Sandy Bridge）

▲

22nm（第 3 世代：Ivy Bridge）

▲

22nm（第 4 世代：Haswell）

▲

14nm（第 5 世代：Broadwell）

▲

14nm（第 6 世代：Skylake）

メモリ ▲

低電圧メモリ

ディスプレイ ▲

LED バックライト

ｽﾄﾚｰｼﾞ ﾉｰﾄ PC ▲

SSD

電源 ﾉｰﾄ PC ▲ ▲

外部電源規制レベル V 対応 同規制レベルⅥ対応

ﾃﾞｽｸ

ﾄｯﾌﾟ PC

▲

電源効率ｴﾈｽﾀ Ver4.0, 80PLUS 対応

▲

電源効率ｴﾈｽﾀ Ver5.0, 80PLUS BRONZE 対応 注）CPU は世代別の発売年月であり、普及品での搭載時期は異なる可能性がある

過去に導入されてきた省エネ技術の詳細は以下のとおりである。

1) CPU

半導体製造プロセスの微細化や動作電圧の低減、動作クロックの動的制御等により、消費電力

は減少してきた。近年では消費電力の減少量は緩やかになっており、第 4 世代の 2013 年以降 CPU

の消費電力量は概ね横ばいとなっている（図 1-2）。

18

図 1-2 CPU 世代別の各要素別消費電力推移

注）縦軸は第 3 世代のショートアイドル時のシステム全体の消費電力を 100%とする。

出所）JEITA 提供資料

2) メモリ

メモリでは、半導体製造プロセスの微細化や動作電圧の低減、動作クロックの動的制御等によ

り、消費電力が低減してきた。しかし、近年は消費電力量の減少量は低下しており、第 4 世代（販

売年 2013 年）以降メモリ電力はほぼ横ばいの推移となっている（図 1-2）。

3) ディスプレイ

ディスプレイには、主にノートブックコンピュータ等の携帯用製品で採用される画面サイズ

17.4 インチ未満のものと、主にデスクトップコンピュータやモニター等の据え置き用製品に採用

される画面サイズ 17.4 インチ以上のものがある。電力仕様に対する要求仕様は、目的の違いによ

りそれぞれ異なる。

画面サイズ 17.4 インチ未満のディスプレイは、主にバッテリ駆動の携帯用製品に用いられ、バ

ッテリの放電を抑えるために低消費電力であることが求められる。2010 年度頃以降、CCFL（冷陰

極蛍光管：Cold Cathode Fluorescent Lamp）を搭載した液晶ディスプレイ（LCD）から、バックラ

イトに LED を搭載した省電力タイプの LCD に移行し、消費電力が減少した。近年はバックライ

トの透過効率の改善等により消費電力を低減してきたが、ここ数年は消費電力量の減少が低下し

ている。

他方で、主に据え置き用製品で採用される画面サイズ 17.4 インチ以上のディスプレイは、17.4

インチ未満のディスプレイと同様の省エネ技術の導入はあるものの、電力性能よりも発色や視認

性の良さが重視され、バックライトの輝度を高くするため、ノートブックコンピュータに比べる

と消費電力は高く、ここ数年は消費電力量の減少が鈍化している。

0.0%

20.0%

40.0%

60.0%

80.0%

100.0%

第3世代

IvyBridge

第4世代

Haswell

第5世代

Broadwell

第6世代

Skylake

消費

電力

比率

ACアダプター

電源・その他の消費電力

液晶ディスプレイ

ストレージ

メモリ

CPU

19

4) ストレージ

ストレージについては、半導体ディスクの一種である SSD（Solid State Drive）を搭載した製品

も増えつつあるが、今後も記憶容量やコスト等の影響でノートブックコンピュータでは 2.5 型磁

気ディスク装置、デスクトップコンピュータでは 3.5 型磁気ディスク装置が主に搭載されていく

と考えられる。ここ数年は高速動作を実現する、Flash ROM で小容量のキャッシュを搭載したハ

イブリッド型磁気ディスクにより、消費電力は若干の増加傾向にある。

5) 電源

ノートブックコンピュータでは、2012 年頃に AC アダプターに係る米国エネルギー省のエネル

ギー効率基準規制である「外部電源規制レベルⅤ」、2016 年頃に「外部電源規制レベルⅥ」（施

行年月：2016 年 2 月）に対応してきた。一方、デスクトップコンピュータでは、2008 年頃に ECOVA

社が認定する電源規格 80PLUS STANDARD、2009 年頃に 80PLUS BRONZE に対応し、交流から

直流への変換効率が向上してきた。

なお、オフモード、スリープモード、ロングアイドルモード、ショートアイドルモードといっ

た非アクティブ時における消費電力の削減が図られている一方で、電源の大容量化が進展してい

るため、これら非アクティブ時における電源の負荷率は低下傾向にある。電源の電力変換効率は

低負荷領域ほど低下する特性を有するため、非アクティブ時における電力変換効率は低くなる傾

向にある。

6) ディスクリートグラフィックス（d-GPU）

これまでは CPU と同様に、半導体製造プロセスの微細化や動作電圧の低減、動作クロックの動

的制御等により、消費電力は減少してきた。

また、ハードウェアとしての構成要素の他に、システムとしての省エネ技術もある。システム

面としては、利用状況に応じた電力消費状態の最適化やユーザーによる必要な機能の選択、消費

電力の見える化等の取り組みが進められてきた。

1.1.2 エネルギー消費効率の測定方法の現状、海外動向

電子計算機のエネルギー消費効率については、現行の判断基準においては、電子計算機の消費

電力を性能指標で除した数値が指標として採用されている。これは、単に電子計算機で消費され

るエネルギーの絶対量を減らすというのではなく、電子計算機の基本的性能指標との対比におけ

る電子計算機の省エネルギーを図るという考え方に基づくものである。

現行判断基準における電子計算機の性能指標としては、CPU の性能を表す指標の 1 つであり、

計算処理性能を示す複合理論性能が現行判断基準では採用されている。しかしながら、CPU の性

能向上や CPU の省電力機能の向上に伴い、CPU の性能あたりの消費電力でエネルギー消費効率

を評価することが適切とは言い難い状況となりつつある。したがって、基準見直しにおいては、

複合理論性能あたり消費電力から、サーバ型電子計算機とクライアント型電子計算機のそれぞれ

において、性能や使用状況に応じた適切な指標へと変更を行うことが望ましい。

20

電子計算機の消費電力としては、第 1 期基準（目標年度：2005 年度）においては待機状態の消

費電力のみが採用されていた。これに対して、電子計算機の使用実態をより適切に考慮するため、

第 2 期基準（目標年度：2007 年度）においては待機状態（低電力モード時）とアイドル状態の消

費電力の平均値へと見直しが行われ、第 3 期基準（目標年度：2011 年度）においてもその定義が

踏襲されている。これらの基準策定当時においては、実使用状況も含めたエネルギー消費効率の

測定方法は未確立であったが、後述のとおり、近年では国際規格の整備が進展している。

このような状況を踏まえ、電子計算機の使用実態をさらに適切に考慮し、かつ国際規格との協

調を図るためには、実使用状況における消費電力をより適切に反映したエネルギー消費効率の国

際的な指標を設定することが望ましい。

(1) サーバ型電子計算機

サーバ型電子計算機については、用途に応じて要求される性能水準の幅が広いため、製品間の

性能の差を公平に評価するためには、消費電力の絶対量ではなく消費電力あたり性能をエネルギ

ー消費効率の指標とすることが適切である。

ただし、サーバ型電子計算機の高機能化に伴い、CPU の性能以外に消費電力に影響を及ぼす要

素が多く存在する。また、CPU 性能としても、データの圧縮や暗号化、オンライントランザクシ

ョンプロセッシング、行列計算等の機能が重視され、CPU の複合理論性能のみで性能を評価する

ことが適切とは言い難い状況となっている。

このため、多様なアプリケーション環境におけるアクティブ状態も含めたエネルギー消費効率

を適切に反映できるように、実使用条件を模擬した様々な負荷条件下でのエネルギー消費効率に

基づく指標とすることが適切である。国際的には、ISO においてアクティブ状態に基づくエネル

ギー消費効率の測定方法への変更を目的とした SEEM（Server Energy Efficiency Metric）の規格化

が進められており、SEEM においても実使用条件を模擬した様々な負荷条件下における総合的な

消費電力あたり性能が評価指標として採用されている。

したがって、サーバ型電子計算機については、電子計算機の使用実態をより適切に考慮し、か

つ国際規格との協調を図ることを目的として、SEEM に基づく指標及び測定方法を採用すること

が望ましい。

(2) クライアント型電子計算機

クライアント型電子計算機については、消費電力に占める CPU の比率が低下傾向にある。この

ため、CPU の性能あたりの消費電力でエネルギー消費効率を評価することが適切とは言い難い状

況となりつつある。

クライアント型電子計算機の消費電力量に係る国際的な指標及び測定方法としては、国際規格

IEC1 62623:2012,Desktop and notebook computers ― Measurement of energy consumption が策定され

ており、これに整合した JIS規格 JIS C 62623:2014「パーソナルコンピュータの消費電力測定方法」

が策定されている。JIS C 62623:2014 では標準消費電力量（TEC：typical energy consumption）及び

その測定方法が規定されている。当該 JIS の標準消費電力量は、オフモード、スリープモード、ロ

ングアイドルモード、ショートアイドルモードの消費電力と各モードに費やす時間の年間比率に

1 IEC：国際電気標準会議（International Electrotechnical Commission）は、各国の代表的標準化機関から成る国際

標準化機関であり、電気及び電子技術分野の国際規格の作成を行っている。

21

よって算定される。現行の判断基準よりも算出に用いるモードが増え、より電子計算機の使用実

態を踏まえた消費電力量となる。

したがって、クライアント型電子計算機については、電子計算機の使用実態をより適切に考慮

し、かつ国際規格との協調を図ることを目的として、IEC 62623:2014 に基づく指標及び測定方法

を採用することが望ましい。

1.1.3 審議会資料作成支援

判断基準ワーキンググループにおいて審議を行うため、以下の項目について、論点整理および

資料作成を行った。

現状

対象範囲

エネルギー消費効率及びその測定方法

目標年度

区分

目標基準値

表示事項等

各項目に関する主な実施内容を以下に示す。

(1) サーバ型電子計算機

1) 実施内容

平成 28 年度事業と平成 29 年度事業における審議会資料作成支援に係る実施事項は表 1-6 のと

おりである。平成 28 年度事業「平成 28 年度エネルギー使用合理化促進基盤整備事業（エネルギ

ー消費機器等の省エネルギー規格の検討に係る調査等）」では、対象範囲を主に議論し、審議会

資料の作成支援は現状・対象範囲・測定方法について行った。

本年度事業では、過去からの省エネ技術の変遷、及びエネルギー消費効率の改善余地を整理し

た上で、目標基準値の設定を中心に検討を行った。審議会資料の作成支援は現状・対象範囲・測

定方法を中心に進めた。

平成 28 年度事業でのトップランナー基準の見直しに関する課題（表 1-7）を踏まえた、平成 29

年度事業での主な実施内容は、表 1-8 のとおりである。

22

表 1-6 サーバ型電子計算機の審議会資料に係る検討状況

審議会資料の構成 平成 28 年度実施事項 平成 29 年度実施事項 現状 ○ ◎ 対象範囲 ○ ◎ エネルギー消費効率及びその測定方法 ○ ◎ 目標年度 － ◎ 区分 － ● 目標基準値 － ◎ 表示事項等 － △

◎：検討が進み、審議会資料として活用が可能と考えられる項目

○：検討は進んだが審議会資料として体裁修正が必要な項目

●：審議会資料案を作成しつつ論点が残っている項目

△：内容検討中であり、審議会資料として今後作成が必要な項目

表 1-7 サーバ型電子計算機の基準見直しに係る課題（平成 28 年度末時点）

検討項目 課題

対象範囲 · SERT の対応範囲（4CPU 以下）と対応範囲外（5CPU 以上のもの）の出

荷台数より適用除外の該当規模を整理の上、適用除外とするかどうかを

最終的に判断する必要がある。

· トップランナー制度では適用除外だが、我が国の国際エネルギースター

プログラムでは対象のものが発生する可能性がある。我が国の国際エネ

ルギースタープログラムとの対応関係上、適用除外を採用した場合に発

生する課題について整理する必要がある。

· 最大データ転送速度に関する適用除外の閾値について、同様の要望が示

されている磁気ディスク装置との整合を整理した上で議論する必要が

ある。

測定方法 · SERT の具体的な測定方法について関係者の認識共有を図る必要があ

る。

· SERT を引用せずに告示に測定方法を記載する方法及び運用上のガイド

ラインについて検討する必要がある。

· （告示で直接的に SERT を引用するか否かによらず）引用する SERT の

バージョンを固定すると、SERT のバージョンが更新された際に、トッ

プランナー制度で用いるべき旧バージョンのテストツールが入手でき

なくなる懸念がある。告示で測定方法を規定するメリット・デメリット

を整理した上で、方向性を決定する必要がある。

目標年度 · SERT の更新を追従できる期間で目標年度を設定するかどうかを検討す

る必要がある。

区分 · 原則２．～６．に基づき、区分が適切に設定されているかどうか留意す

る必要がある。

· 現行制度から区分を変更する場合は、変更する合理的理由について説明

する必要がある。

目標基準値 · 原則２．～６．に基づき、目標基準値が適切に設定されているかどうか

確認する必要がある。

23

検討項目 課題

表示事項等 · 有効桁数の設定について議論する必要がある。

出所）「平成 28 年度エネルギー使用合理化促進基盤整備事業（エネルギー消費機器等の省エネルギー規格の検

討に係る調査等）」表 1-84 サーバ型電子計算機のトップランナー基準見直しに関する課題

（http://www.meti.go.jp/meti_lib/report/H28FY/000190.pdf）

表 1-8 サーバ型電子計算機の審議会資料作成に係る実施内容

項目 実施内容

現状 ・ サーバ型電子計算機の定義について、クライアント型電子計算機と対

比して、用途（サーバ型電子計算機が提供するサービスの形態）の点か

ら説明した。

・ エネルギー消費効率に影響を与えるサーバ型電子計算機の各構成要素

にこれまで導入されてきた省エネ技術を時系列で整理した。また、今後

見込まれる新たな省エネ技術を整理した。

対象範囲 ・ 原則１③に基づく適用除外の妥当性の検証として、基準年度の出荷製

品における市場割合を確認した。

・ SERT User Guide V1.2.0 の適用が不可能な製品は測定対象として規定し

ていないため、原則１②に基づき、適用除外とする検討を行った。

・ 適用除外の妥当性の検証を優先したことから、トップランナー制度と

国際エネルギープログラムの対象の整合性について、整理しきれてい

ない。

・ サーバ型電子計算機と磁気ディスク装置において、最大データ転送速

度の対象箇所が異なることを踏まえ、それぞれで適用除外の閾値を検

討した。

測定方法 ・ エネルギー消費効率の指標及び測定方法を新たに変更する背景を整理

した。

・ SERT プログラムによる測定方法及び評価方法の内容を確認し、判断基

準 WG 資料での説明の仕方を検討した。SERT プログラムを引用せず

に測定方法を具体的に規定することは不可避と確認されため、採用見

込みの ISO 規格を引用する方向で検討した。

目標年度 ・ CPU の半導体製造プロセスの変更に必要な製品開発期間及び設備投資

期間を考慮した目標年度案を検討した。

区分 ・ 原則２．～６．に基づき、区分が適切に設定されているかどうかを確認

した。現行制度でも用いられている CPU 種や CPU ソケット数を区分

の基本指標案とする根拠を改めて整理した。

目標基準値 ・ 原則２．～６．に基づき、目標基準値が適切に設定されているかどうか

確認した。

・ 国際エネルギースタープログラムの適合基準と今回のトップランナー

制度の見直しによる目標基準値案の比較を試みた。

・ エネルギー消費効率に影響を与えるサーバの構成要素を踏まえ、各構

成要素にこれまで導入されてきた省エネ技術を時系列で整理し、それ

http://www.meti.go.jp/meti_lib/report/H28FY/000190.pdf

24

項目 実施内容

ら技術の目標年度までの開発によるエネルギー消費効率の改善余地を

区分別に検討し、整理した。

表示事項等 ・ 特に議論は行わなかった。

2) 今後の論点

サーバ型電子計算機の審議会資料作成に係る今後の論点は表 1-9 のとおりである。

表 1-9 サーバ型電子計算機の審議会資料作成に係る今後の論点

項目 今後の論点

現状 ・ 重大な論点なし。

対象範囲 ・ 重大な論点なし。

測定方法 ・ 重大な論点なし。

目標年度 ・ 重大な論点なし。

区分 ・ CPU 種や CPU ソケット数を区分の基本指標とする根拠について、十分

な説明が必要である。

目標基準値 ・ 重大な論点なし。

表示事項等 ・ 表示事項及び遵守事項について、現行基準から変更する必要があるか

どうかを確認する必要がある。

25

(2) クライアント型電子計算機

1) 実施内容

平成 28 年度事業と平成 29 年度事業における審議会資料作成支援に係る実施事項は表 1-10 の

とおりである。平成 28 年度事業「平成 28 年度エネルギー使用合理化促進基盤整備事業（エネル

ギー消費機器等の省エネルギー規格の検討に係る調査等）」では、対象範囲を主に議論し、審議

会資料の作成支援は現状・対象範囲・測定方法について行った。

本年度事業では、過去からの省エネ技術の変遷、及びエネルギー消費効率の改善余地を整理し

た上で、目標基準値の設定を中心に議論した。審議会資料の作成支援は現状・対象範囲・測定方

法を中心に進めた。

平成 28 年度事業でのトップランナー基準の見直しに関する課題（表 1-11）を踏まえた、平成

29 年度事業での主な実施内容は、表 1-12 のとおりである。

表 1-10 クライアント型電子計算機の審議会資料に係る検討状況

審議会資料の構成 平成 28 年度実施事項 平成 29 年度実施事項 現状 ○ ◎ 対象範囲 ○ ◎ エネルギー消費効率及びその測定方法 ○ ◎ 目標年度 － ◎ 区分 － ● 目標基準値 － ● 表示事項等 － △

◎：検討が進み、審議会資料として活用が可能と考えられる項目

○：検討は進んだが審議会資料として体裁修正が必要な項目

●：審議会資料案を作成しつつ論点が残っている項目

△：内容検討中であり、審議会資料として今後作成が必要な項目

26

表 1-11 クライアント型電子計算機の基準見直しに係る課題（平成 28 年度末時点）

検討項目 課題

対象範囲 · 「内蔵電池の補助なしには駆動できずかつ出荷時に物理的キーボー

ドがないもの」は、特に内蔵電池を搭載する機器については、電力線

から供給される電力が機器の駆動に用いられる場合、バッテリー充電

に用いられる場合、またはその両方が考えられるが、現段階ではそれ

らを客観的に区別する方法がない。そのため、今回の見直しでは適用

除外とするが、次回見直し時には区別する方法も含めて適用除外の該

非を検討する方向でよいか、関係者の認識共有を図る必要がある。

測定方法 · 区分や目標値の議論を踏まえ、評価方法としての消費電力量補正値の

設定を測定方法・評価方法に係る判断基準 WG 資料に記載するかどう

か検討する必要がある。

· 消費電力量補正値が測定データから適切な方法で算出され、設定され

ているのかどうかを確認する必要がある。

目標年度 · サーバ型電子計算機との意見も踏まえて、適切な時期に目標年度を設

定する必要がある。

区分 · 原則２．～６．に基づき、区分が適切に設定されているかどうか留意

する必要がある。

· 現行制度から区分を変更する場合は、変更する合理的理由について説

明する必要がある。

· 区分が曖昧な機種は整理の上、判断基準 WG 資料に明記する必要があ

る。

目標基準値 · 原則２．～６．に基づき、目標基準値が適切に設定されているかどう

か確認する必要がある。

表示事項等 · 有効桁数の設定について議論する必要がある。

出所）「平成 28 年度エネルギー使用合理化促進基盤整備事業（エネルギー消費機器等の省エネルギー規格の検

討に係る調査等）」表 1-85 クライアント型電子計算機のトップランナー基準見直しに関する課題

（http://www.meti.go.jp/meti_lib/report/H28FY/000190.pdf）

表 1-12 クライアント型電子計算機の審議会資料作成に係る実施内容

項目 実施内容

現状 ・ エネルギー消費効率に影響を与えるクライアント型電子計算機の各構

成要素にこれまで導入されてきた省エネ技術を時系列で整理した。ま

た、今後見込まれる新たな技術を整理した。

対象範囲 ・ 原則１③に基づく適用除外の妥当性の検証として、基準年度の出荷製

品における市場割合を確認した。

・ 適用除外の妥当性の検証を優先したことから、トップランナー制度と

国際エネルギープログラムの対象の整合性について、整理しきれてい

ない。

測定方法 ・ エネルギー消費効率の指標及び測定方法を新たに JIS C 62623:2014 (ISO

62623:2012)に準じて変更する背景を整理した。

http://www.meti.go.jp/meti_lib/report/H28FY/000190.pdf

27

項目 実施内容

・ 標準消費電力量（TEC）補正値（アダー）の設定の必要性及び設定方法

の妥当性、補正後の TEC ベース値をエネルギー消費効率とする背景に

ついて確認を行った。

目標年度 ・ サーバ型電子計算機と同様に、CPU の半導体製造プロセスの変更に必

要な製品開発期間及び設備投資期間を考慮した目標年度案を検討し

た。

区分 ・ 原則２．～６．に基づき、区分が適切に設定されているかどうかを確認

した。

目標基準値 ・ 原則２．～６．を踏まえ、目標基準値が適切に設定されているかどうか

を確認した。目標基準値の設定から除く製品（特殊品）について、原則

６．に基づいているかどうかを検証した。

・ エネルギー消費効率に影響を与えるクライアント型電子計算機の構成

要素を踏まえ、ノートブック PC とデスクトップ PC 別に、各構成要素

にこれまで導入されてきた省エネ技術を時系列で整理し、それら技術

によるエネルギー消費効率の改善余地を検討した。

・ 国際エネルギースタープログラムのコンピュータプログラム要件 改

訂 6.0 版の測定方法とトップランナー制度での次期測定方法（JIS C

62623）による基準値の比較を検討した。

表示事項等 ・ 現行基準から変更を検討すべき項目を確認した。有効桁数の変更につ

いて議論を行ったが、決定には至らなかった。

28

2) 今後の論点

クライアント型電子計算機の審議会資料作成に係る今後の論点は表 1-13 のとおりである。

表 1-13 クライアント型電子計算機の審議会資料作成に係る今後の論点

項目 今後の論点

現状 ・ 重大な論点なし。

対象範囲 ・ 平成 28 年度事業においても今後の論点として挙げていたが、「内蔵電

池の補助なしには駆動できずかつ出荷時に物理的キーボードがないも

の」は今回の見直しでは適用除外とするが、次回見直し時には区別する

方法も含めて適用除外の該非を検討する方向でよいか、関係者の認識

共有を図る必要がある。

測定方法 ・ 重大な論点なし。

目標年度 ・ 重大な論点なし。

区分

目標基準値 ・ 区分及び目標基準値、TEC 補正値（アダー）の設定について、一貫性

をもった説明が必要である。

・ 消費電力量の測定方法として IEC62623:2012 を採用している米国

ENERGY STAR プログラム要件 コンピュータの製品仕様では、改訂

7.0 版の策定において、P スコア（CPU コア数×CPU クロック周波数

[GHz]）が考慮されている2ことから、国際動向も踏まえた整理をする必

要がある。

表示事項等 ・ 表示事項及び遵守事項について、現行基準から変更すべき項目を確認

する必要がある。

2 ENERGY STAR Computers Final Version 7.0 Specification（2018 年 2 月 16 日）

（https://www.energystar.gov/sites/default/files/ENERGY%20STAR%20Computers%20Final%20Version%207.0%20Speci

fication.pdf ）

29

1.1.4 その他

サーバ型電子計算機及びクライアント型電子計算機について、トップランナー制度の見直しに

よる 2030 年度のエネルギー消費量の削減量を簡易的に試算した。なお、本手法は現行の長期エネ

ルギー需給見通しにおける省エネ量算定手法とは必ずしも整合していない。

ベースラインとなる自然体のケース（BAU: Business As Usual）と、トップランナー制度の見直

しによって効率指標値が改善されるケースを想定し、両ケースにおける 2030 年度のストックとし

ての年間総消費電力量の差分を削減量と想定した。2030 年度における年間総消費電力量は、出荷

1 台あたり年間消費電力量に各年度の出荷台数を乗じて各年度の年間総消費電力量を算出し、こ

れを使用年数分積み上げることにより算出した。なお、出荷後の機器の残存について、出荷後経

過年数に応じて滅失が徐々に進展するような残存曲線ではなく、出荷後平均使用年数に到達した

時点で全ての機器が同時に滅失するものと仮定した。

1 台あたり年間消費電力量について、BAU では、基準年度以降の効率指標値は基準年度から横

ばいで推移するものと想定した。一方、トップランナー制度の見直しによる効率改善ケースでは、

基準年度から目標年度まで効率指標値は直線的に改善し、目標年度以降は目標基準値のまま横ば

いで推移するものと仮定した。なお、効率指標が消費電力ではなく消費電力あたり性能で定義さ

れる、サーバ型電子計算機の場合、各区分の平均性能は基準年度から不変と仮定した。

出荷台数について、区分間でのシェアの将来変化は勘案せず、各区分の出荷台数は基準年度か

ら不変と仮定する。また、マクロフレームの将来像は勘案せず、出荷台数は基準年度から不変と

仮定した。

削減量＝BAU の 2030 年度総消費電力量－基準見直し時の 2030 年度総消費電力量

＝Σ（BAU の出荷 1 台あたり年間消費電力量（フロー）×各年度出荷台数）

－Σ（基準見直し時の 1 台あたり年間消費電力量（フロー）×各年度出荷台数）

図 1-3 出荷台数、出荷 1 台あたり年間消費電力量の仮定（イメージ）

0

5

10

15

20

25

30

35

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

出荷

年度

別1台

あた

り年

間消

費電

力量

[kW

h]

出荷

台数

[千台

]

出荷台数

1台あたり年間消費電力量（BAU：固定ケース）

1台あたり年間消費電力量（TR基準見直し：効率改善ケース）

基準年度 目標年度

30

(1) サーバ型電子計算機

SERT スコアと 1 台あたり年間消費電力量との相関及び基準年度（2015 年度）における SERT

スコアの分布（トップランナー製品と平均的製品とのスコアの相対値）は、検証に必要なデータ

が揃っていないため、検証することができない。そのため、基準年度のトップランナー製品から

目標年度の平均的製品への SERT スコアの改善率と、1 台あたり年間消費電力量の改善率は同一

と仮定して、省エネ効果を簡易試算した。主な CPU が IA32 である IA サーバ、SPARC 及び POWER

である UNIX サーバの 2015 年度の平均的製品の年間消費電力量は、JEITA 独自調査の値を用い

た。

(2) クライアント型電子計算機

クライアント型電子計算機については、基準年度（2015 年度）の年間消費電力量は、JEITA 省

エネ調査より、ノートブック PC、分離型デスクトップ PC、一体形デスクトップ PC の各区分の加

重平均値を用いた。仮に目標年度を 2020 年度とし、目標年度の出荷製品の加重平均値は 2015 年

度の出荷製品のトップランナー製品の値と想定した。

31

1.2 磁気ディスク装置

JEITA へのヒアリング等を通じて省エネ技術開発の動向、エネルギー消費効率の測定方法の現

状および海外動向について調査を行い、基準改定に向けた審議を行うための論点整理、資料作成

を行った。

1.2.1 省エネ技術開発の動向

磁気ディスク装置は、ディスクドライブ、インターフェース、電源から構成されるが、NAS 機

能や RAID 機能（Redundant Arrays of Inexpensive Disks3）を有する製品については、CPU およびメ

モリから構成されるコントローラ、CPU 冷却用空冷ファンが追加される。高い性能や信頼性が求

められる製品については、インターフェース、電源、空冷ファン、コントローラは冗長化される。

磁気ディスク装置のうち、消費電力量の増減に影響を及ぼす主な構成要素は、ディスクドライ

ブ、コントローラ、インターフェース、電源、空冷ファンである。これらの構成要素にこれまで

導入されてきた省エネ技術は表 1-14 のとおりである。

表 1-14 磁気ディスク装置において過去に導入された主な省エネ技術

構成要素 過去に導入された主な省エネ技術

ディスクドライブ 高密度記録技術（垂直記録、瓦記録）、ヘッド浮上量コン

トロール、ヘッド位置決めコントロール、ヘリウムガス充

填

コントローラ CPU 半導体製造プロセスの微細化、マルチコア化、DVFS

（Dynamic Voltage Frequency Scaling）

メモリ 半導体製造プロセスの微細化、低電圧化

RAID 半導体製造プロセスの微細化、低電圧化

インターフェース 半導体製造プロセスの微細化、低電圧化

電源 ソフトスイッチング回路、同期整流回路、出力突合せ回路

MOS-FET 化

空冷ファン 回転数制御

過去の導入されてきた主な省エネ技術の詳細は以下のとおりである。

(1) ディスクドライブ

1) 高密度記録技術

ディスクドライブ内のディスクの高密度記録技術とは、ディスクの円周方向の線記録密度と半

径方向のトラック密度について、記録を書き込む単位面積あたりの密度を上げることで大容量化

3 ディスク故障時のデータ保護やデータ保存の高速化が求められるため、複数のディスクドライブを組み合わせ

て一つの仮想的なディスクドライブとして使用して冗長性を持たせる仕組み

32

を実現する技術である。

2010 年以前は垂直記録技術等により、50～20%/年の記録密度の改善が見られたが、2013 年以降

は記録密度の改善は低迷している（図 1-4）。現行方式での開発は停滞しておりこれ以上の高記録

密度化は望めないものの、新たな方式として、トラックをずらして重ね書きする瓦記録技術を適

用する事で大容量化を進めるものが登場しつつある。ただし、瓦記録技術はデータの書き換え時

に性能が著しく低下するため、データの書き換え時に高い性能を維持するためには、特別な手配

が必要になる等、適用には制限がある。

次世代の高記録密度化技術としてエネルギーアシスト技術（参考参照）に関する研究が進めら

れているが、大量生産化はまだ数年先の予定である。もし 2020 年以降にエネルギーアシスト技術

が確立して量産適用になれば、単体ディスクやサブシステムのエネルギー消費効率の改善は進展

する可能性がある。コストの観点から 12 台以上のサブシステム用の大容量モデルに使用されると

考えられる。

図 1-4 記録密度の推移

出所）JEITA 提供資料

33

（参考）エネルギーアシスト技術

高記録化の為に記録媒体の保磁力を高める事が必要である。しかし、保磁力を高めると高磁

界で高記録ができない。そこで記録時のみ、エネルギーを記録媒体に与えて加熱する事により

一時的に保磁力を弱め低磁界で記録する事で高記録を実現する。

出所）JEITA 提供資料

34

2) ヘッド浮上量コントロール

ディスク上のヘッドの浮上量を低くすることにより、記録信号の感度を上げ、さらに高記録密

度化を図ることができる。ヘッド浮上面の形状の工夫により、浮上量を下げてきたが、すでにナ

ノメートル（nm）オーダーでの調整が必要となり、さらにヘッド素子とディスク面の距離を微小

な単位でコントロールする必要がある。このため、ヘッド素子の内部にヒーターを配置、電圧印

加によりヘッド素子を熱膨張させて、サブナノメートルのオーダーで調整する技術が開発された。

3) ヘッド位置決めコントロール

記録密度を上げるためトラックピッチを狭める必要があるが、そのためには磁気ヘッドをさら

に正確に目標トラック上に位置決めする必要がある。ヘッド機構部をボイスコイルモータで動か

し位置決めしているが、ヘッド支持部に圧電素子を挿入することにより、さらにヘッド部分の位

置を微小に調整する技術が開発された。

4) ヘリウムガスの充填

ヘリウムガスを充填して機構部を密閉することにより、気流抵抗を低減し、低消費電力化を実

現したものも登場しつつある。ただし、ヘリウムガス充填ドライブの対象は 12 台以上のサブシス

テム向け大容量のディスク枚数が多いモデルに限られている（図 1-5）。大容量モデルは、ディス

ク枚数が多くなるが、ヘリウムガス充填による気流抵抗の低減がディスク回転の負荷を減らすた

め、消費電力低減の効果が期待できる。一方、低容量のディスク枚数が少ないモデルは、ディス

ク枚数が少ないため、ヘリウムガス充填による気流抵抗の低減効果が小さい。ヘリウムガス充填

技術の搭載によるコスト増加と、技術の搭載により期待され�