「省電力」と「コスト削減」はここまでできる！ サーバ負荷・発熱・消費電力の関係を実機で検証

増えるIT消費電力をどう抑えるか？

　今日、多くの企業は環境負荷低減という社会的責任への対応と低迷する景気への対策としてのコスト削減を強力に推進している。業務の無駄を監視したり、作業量を平準化、同期化（待ち時間の削減）するといった管理は有効だが、これを実際に行うと企業内・企業間で膨大な量の情報がやりとりされることになる。つまり、IT機器を使用する場面が増え、結果として消費電力が増えることになるのだ。

　こうした現象は以前から予測されていた。2008年に経済産業省が「グリーンITイニシアティブ」を提唱した際、ITにかかわる消費電力量を試算している。それによると、IT機器による消費電力量は2006年には470億kWhだったものが、2010年に1.3倍、2015年には2.1倍、2020年3.5倍、2025年には約5倍に急増。この間、日本の総発電量は大きく変化しないので、IT機器が消費する電力が全体に占める割合は2006年の5％から2025年には20％になるとされていた。

　APC ホワイトペーパー#114（PDFファイルへのリンク。最新版のデータはAPCホームページより英語版を参照ください）によると、ITにかかわる電力のうち、IT機器自体が消費しているのは半分以下だといわれている。では、どこに電力が多く消費されているかといえば「冷却」だ。サーバに限らず、コンピュータ装置は熱を放出する。特にデータセンターやサーバルームのように装置を集中的に運用する現場では、この排熱を適切に処理しないとマシンは動作しなくなってしまう。そのため、サーバルームの必須の業務として熱処理や冷却があるのだが、ここに大きな電力（＝コスト）が掛かっているのだ。

　冒頭で述べたコスト削減の圧力は、多くのIT管理者も実感しているはずだ。各種管理業務を効率化して人件費を圧縮したり、使用している機器やソフトウェアの延命をはかったり、さまざまな努力が行われているはずだが、そうしたコスト削減のターゲットに「省電力」は入っているだろうか？

　さらには、2010年11月からスタートした東京都環境確保条例により、オフィスビルやデータセンターなどの大規模事業所には、二酸化炭素（CO2）の排出削減が義務付けられ、指定事業所に指定されると、温暖化対策計画の提出も課せられる。そのため、ITシステムの「省電力」対応とその管理責任が、IT管理者にのしかかってきているのが現状だ。

　このような課題に対して実機による「検証」を行ったのが、コンピュータ製造大手のデルと、データセンターソリューションを提供するAPCジャパンだ。本稿では両社が行ったサーバ負荷と熱量、消費電力の関係に関する検証活動を中心に、省電力IT実現のポイントを探っていく。

デルとAPCによる実機検証

　上述のように、省電力ITのカギは、サーバが発する熱だ。対策方法としては、（1）発熱を抑える、（2）冷却を効率化する、という2つのアプローチがある。

　ユーザー／IT管理者から見ると、（1）については熱対策や省電力性能に優れたIT機器を選定・導入するということになる。この点ではサーバベンダであるデルの得意分野ということができる。（2）についてはサーバのすぐそばで熱を効率的に処理できる冷却装置を選定・導入するということになる。この点ではＩＴ機器冷却のエキスパートであるAPCジャパンが、サーバラック冷却装置のInRowシリーズを提供している。そこで今回、両社がジョイントしてサーバ負荷と熱量、そして熱に対する電力消費の相関関係を実際に計測し、どの程度の省電力が可能なのかを検証することになったという。

　検証はAPCの42Uの「NetShelter SX」ラックに、デルの1Uサーバ「Dell PowerEdge R610」を10台設置した環境で行われた。R610はインテル製「Xeon X5650」の2CPU構成モデルで、メモリは16GBytesを搭載。ラック側面にはAPCの冷却ユニット「InRow RC」、背面には消費電力量を計測できるAPCのPDU（分電装置）「Metered ラックマウントPDU」を搭載、またAPCの統合監視システム「InfraStruxure Central」を載せている。

　検証内容は以下のとおり。

　デルのサーバ製品は、DESA（Dell Energy Smart Architecture）という概念に基づいて設計されており、プロセッサの稼働状況に応じて電力供給量（CPU／メモリ／ファン）を自律コントロールする。今回の検証では、サーバ負荷の変化に対する消費電力（ファン制御による省電力）などを計測している。

　APCジャパンのInRow冷却システムはラック（列）単位でサーバの冷却を行うというコンセプトの製品だ。サーバは前面から空気を取り込み、背面から熱気として排出する。この冷気と暖気をできるだけ混合させずに、空気の流れをコントロールできれば効率的だ。InRowシリーズはラック背面側に排出される熱を吸い込んで冷却し、ラック前面に戻すという構造になっている。サーバルーム全体を冷やすのではなく、サーバのすぐ近くで空気を循環させ、直接的に冷却するという発想だ。冷却方式としては水冷式のInRow RCのほかに、空冷式の「InRow RP DX」などがある。

写真　ラック背面を赤外線カメラで撮影したところ。赤い部分は50℃を超えている。この熱がこもってサーバ前面に取り込まれると、マシンの温度は急激に上昇することになる

　InRowシリーズはサーバの熱量を感知してファンの速度をコントロールし、サーバに供給する空気の温度調整を行う。今回の検証では、サーバの吸気温度変化に対する冷却効果や、自動制御されるファンが温度や省電力に及ぼす効果について、測定が行われている。

　検証内容と結果の詳細については、12月初旬の掲載を予定するホワイトペーパーを確認いただきたい。大まかにいえば、Dell PowerEdge R610の消費電力の低さは「かなりの驚きの値」を示した。また、InRow RCについても、実際の状況での冷却効率の高さと、消費電力の低さが具体的に分かる結果が出ている。

サーバルームの整備と省電力に取り組むために

　近年の企業コンピューティングでは、仮想化技術の導入によるコスト削減や運用性向上、あるいは内部統制やセキュリティ、ITガバナンスの強化などを目的にマシンを物理的に集約し、集中管理していこうという流れが顕著だ。IT管理者の方々もサーバルームの見直しや拡張を迫られる場面に直面しているかもしれない。

　サーバの新規導入／リプレースを行うに当たっても、既存設備で対応可能かどうか、電力・空調・重量など、多角的に検証する必要があるのだが、大規模データセンター以外では後手に回っているのが現状のようだ。管理に手間やコストが掛けられないので、勘や当て推量で綱渡りの運用をしているという状況が透けて見える。

　実際、多くのIT管理者の方々にとって、システムとネットワークのセキュリティ／安定稼働が中心課題であって、ファシリティについては専門外なのかもしれない。しかし、今回述べたようにパワーマネジメントとクーリングの最適化はコスト削減にビビッドに効いてくる分野だ。

　こうした省電力化に取り組みたいというIT管理者にとって、強い味方になるのがデル＆APCジャパンだ。デルは米国本社にデータセンター専門のDCSという部隊を持ち、米国では有名なデータセンター事業者にコンテナサーバなどを提供している。「クラウドコンピューティング」を支える大規模データセンターの構築ノウハウは群を抜く。APCは、UPS（無停電電源装置）、冷却システム、ラック、管理ソフトウェアなど、ITシステムの可用性向上に貢献するエネルギー効率の高いソリューションをグローバルに提供している。世界中でデータセンターの設計に携わってきたワールドワイドのネットワークとその豊富な実績から高い信頼を得ている。

　両社はグローバルでのアライアンスと日本国内でのパートナーシップを提携しており、上述のような省電力ノウハウに基づいて、アセスメントサービスから製品構成、導入、サポートまで、デルを窓口にワンストップの形でサービスを提供している。「ファシリティは専門外なので……」という方も、どこまで省電力／コストダウンできるか、一度相談してみてはいかがだろうか？

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　こうした問題を解決するためには、省電力サーバ製品の利用、冷却効率が高い冷却装置の利用や、サーバおよび冷却装置をIT管理者自身がマネジメントすることが必要になってくる。

　本ホワイトペーパーでは、デル エナジースマート アーキテクチャ(DESA)、APCの省電力ソリューションを実際の検証結果を基に紹介する。

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