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技術資料

HP ProLiant サーバ

目次

概要
  電力と熱負荷
  冷却装置の効果の最適化
  高密度データセンターの冷却構成の最適化
  温度管理技術
  結論

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高密度コンピューティングのためのデータセンターの最適化


温度管理技術

  ハードウェアの種類やモデルの混在、計算負荷の変化、長期間にわたるラックの追加や撤去によって、データセンター内の熱負荷は変化します。熱負荷の変動は、直感的に予測したり、冷却能力を追加して解決を試みたりするには、複雑すぎます。

HP研究所では、静的スマート冷却 (Static Smart Cooling)*2 として知られる熱分析手法を考案しました。この熱分析手法は、計算流体力学 (CFD) を利用しているデータセンター全体の熱分散のモデルを作成します。CFDモデリングは、ラックレイアウトおよび装置の熱負荷が変化した場合の各CRACユニットの冷却の変化を予測します。各CRACユニットの冷却は、そのユニットの定格出力と比較して、どの程度CRACユニットが効率的に (または非効率的に) 使用されているか、または「基準を満たしているか」を見極めます。データセンターの各ユニットの基準は、次のようなプラスまたはマイナスの割合で表されます。
 

  • 基準を満たしていないCRACユニット (プラスの割合) は、そのユニット能力より高い冷却負荷があることを示しています。
  • 適切に基準を満たしているCRACユニット (少々マイナスの割合) は、冷却負荷はユニット能力を下回っていますが、ユニット能力にかなり近く、エネルギー資源の効率的な利用につながります。
  • 基準オーバーのCRACユニット (かなりマイナスの割合) は、ユニット能力を大幅に下回って稼動しています。低い冷却負荷に合わせて、ユニットの稼動を調整できなければ、エネルギーの無駄遣いという結果になります。
 
*2 詳細については、「Thermal Considerations in Cooling Large Scale Hight Compute Density Data Centers Thermal Considerations in Cooling Large Scale High Computer Density Data Center (大規模高密度データセンター冷却における検討事項)」
下記のPDFファイルを参照してくださ い。

thermal_may02.pdf (PDFファイル、352KB)
   
  図17.CRACユニット設置の悪い例
  図17.CRACユニット設置の悪い例
   
  図18では、102kWの列と182kWの列を交換して、熱負荷をより良く分散しています。このCFDモデルでは、CRACユニットが現在、ユニット能力の15%以内で設置されていることを示しています。
   
  図18.CRACユニットの静的設置
  図18.CRACユニットの静的設置

静的スマート冷却 (Static Smart Cooling)
  静的スマート冷却は、CFDモデリングを使用して、データセンターの機器から出る一定の熱負荷を基準に、最善のレイアウトおよび冷却設備の設置を決定します。たとえば、図17では、CRACユニットを4つ置いた、典型的なフリーアクセスフロア データセンターでの、コンピュータやストレージ、ネットワーク機器の組み合わせにおける、熱負荷 (41 kWから182 kW) の行型の分布を表しています。CFDモデルによると、CRACユニットの配置のバランスがまったく取れていないことがわかります。
   
  図17.CRACユニット設置の悪い例
  図17.CRACユニット設置の悪い例
   
  図18では、102kWの列と182kWの列を交換して、熱負荷をより良く分散しています。このCFDモデルでは、CRACユニットが現在、ユニット能力の15%以内で設置されていることを示しています。
   
  図18.CRACユニットの静的設置
  図18.CRACユニットの静的設置

計画の必要性


十分な設置計画を怠ると、今日の高密度コンピュータプラットフォームの配置に悪影響を与える、重要な要因の1つとなります。対照的に、より大型のエンタープライズソリューション用メインフレームを設置するお客様には、お客様の環境が確実に装置の設置に対応できるように、通常詳細な「サイト準備ガイド」が提供されます。このようなガイドによって、ファシリティエンジニアリングからネットワークオペレーションまで、データセンターに関連する当事者全員のビジネスがスムーズに行われます。そのため、大型データセンターの製品では、設置後の温度管理や消費電力管理の問題は、ほとんど発生しません。

ProLiant BLおよびDLラインのような高密度プラットフォームでは、エンタープライズレベルの電力を必要とし、エンタープライズレベルの熱負荷が発生します。このため、高密度プラットフォームの調達周期の早い段階での計画立案を始める企業が増加しています。高密度プラットフォーム製品用のサイト準備ガイドも、近々提供される予定です。それまでの間は、調達周期のできるだけ早い段階で計画を立て始めることが必要です。確実にトラブルなく設置するために、設備に関わるすべての関係者を関与させることが必要です。

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