グリーン・データセンターを実現するマルチレベル手法

コンポーネント／サーバ／ラック／設備から検証する

（2008年01月29日）

ユニット・レベル ── 設計に工夫し省電力化

　より細かな単位としては、IT機器レベルでグリーンITへの取り組みも行われている。

　省電力サーバというとプロセッサでの省電力化がまず思い浮かぶが、事実、サーバの消費電力に占めるプロセッサの割合は30％程度に及ぶ。残り70％の電力は電源やメモリ、マザーボード、内部冷却ファンやHDD、そして電源ユニットによって消費されている。現在主流となっているIAサーバの場合、プロセッサはIntelまたはAMD製がほとんどであり、この点ではどのベンダーのサーバも大差はない。しかし、電源ユニットやマザーボードの設計では、省電力に配慮した設計を行っているかどうかで意外に差が出るという。

　電源ユニットを改良して変換効率を高めたり、マザーボードの設計を工夫してむだな電力損失を避けるよう配線長を最適化したりといった工夫は、地味ではあるがサーバの実消費電力に少なからぬ影響を与えている。一方、カタログに明記されるサーバの消費電力量はいわば最大値であって、実運用状況ではそれよりも少なくなることが大半だ。そのため、運用状況に即した電力消費量を明示しようという動きもあり、ユーザーが消費電力を意識した機種選定を行いやすくなることも今後は考えられる。

　基本的な考え方としては、今後市場に投入されるほとんどのIT機器はグリーン化を意識した設計がなされる可能性が高く、その意味では最新機種に入れ替えれば処理能力の向上と省電力化を同時に実現できる。とはいえ、まだ使えるサーバを入れ替えるとなると、コスト面でメリットがあるかどうかは疑問符がつく。ユーザーの基本的な対応としては、機種入れ替えの際に消費電力についてこれまで以上に真剣にチェックする、という辺りに落ち着きそうだ。

コンポーネント・レベル ── プロセッサの進化

　さらに個々の部品単位でも省電力化は進んでいる。特に顕著なのはプロセッサだが、前述のとおりこの部分は、実は全体に占める割合は意外に低い。とはいえ、この点を意識して機種選定を行うことには十分意味がある。

　最新プロセッサでは45nmプロセスへの移行が間近に迫っており、プロセスの微細化が進むごとに消費電力は低減される傾向にある。一方、微細化によって配線密度が高まったこともあり、リーク電流が増大するという問題もあったのだが、Intelは45nmプロセスでHigh-K材料（ハフニウム）やメタルゲート・プロセスを採用し、大幅なリーク電流の軽減を実現している。

　また、サーバの負荷が低い場合にはクロック周波数を落としたり、プロセッサ内部を機能ごとにいくつか分割し、使用されていない機能を担っている部分の電源を切ってしまうことでむだな電力消費を避けるといった手法も実装されるようになってきた。つまり、サーバの演算処理に必要な分だけの電力消費量に抑えるという方向では着実に効率化は進んでいる。ただし、このことがIT機器の買い替えに直結するとは言えず、ユーザーとしても「買い替えの際には考慮する」という程度になるだろう。

ソフトウェアの活用も有効な手段に

　最後に、グリーン・データセンターの実現におけるソフトウェアの寄与についても簡単に触れておこう。

　サーバ・ルーム内での空調制御の緻密化にCFDが大きな役割を果たしているのは前述したとおりだが、それ以外にもさまざまなソフトウェアがグリーン化に寄与している。例えば、運用管理ツールの高機能化によって負荷の適切な分散や運用管理の自動化が実現し、サーバの稼働状況が最適化される。これも、サーバをむだに稼働させておく必要がなくなるという意味でグリーン化にプラスの影響を与える。また、最近注目が集まるサーバ仮想化も、稼働率の低い多数のサーバを統合することでむだな電力消費の削減に貢献する。

　電力消費量を低減するためにデータセンターの運用を停止することはありえない。したがって、最小限の電力消費量で運用することが、現時点におけるグリーン・データセンターの目標だと言える。こうしたギリギリの最適化を実現するためには、人手によるあいまいな運用管理を最終的には排除せざるをえない。電力消費の効率化というとハードウェアや設備面にばかり関心が向きがちだが、ソフトウェアが果たす役割も非常に大きいことを意識しておく必要があるだろう。

（月刊Computerworld 2008年3月号に掲載）

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