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» 2013年09月05日 09時00分 UPDATE

省エネ機器:「電力ゼロ」でサーバ排熱の50%を取り除く、NECが液冷技術を開発 (1/3)

NECは自然循環する冷媒の配管をサーバラック背面に設けることで、サーバの排熱の50%を取り除く技術を開発した。冷媒部分では電力を使わないため、空調用消費電力を半分に削減できる。しかし、水を使ってラックの排熱を運び出す技術は以前から使われており、効果はそれほど高くなかった。どうやって性能を改善したのだろうか。

[畑陽一郎,スマートジャパン]

 データセンターの最大の敵は熱だ。サーバなどICT機器を密に詰め込んでおり、どうしても大量の排熱が発生する。排熱が多いために、空調機器が必要になり、これを動かす電力は多大なものになる。

 NECは2013年9月、空調機器に必要な電力を50%削減する排熱技術を開発したと発表した。数年以内の製品化を目指す。NECの技術はどのように電力を削減できるのだろうか。

 空調用電力を引き下げようという努力の対象は、「ホットスポット」対策にあるとNECは主張する。ホットスポットとは周囲よりも温度が高い空気の塊のことだ。ホットスポットが出現する理由はこうだ。ある特定のサーバラックが発する熱量が多いとしよう。データ処理量が多い、処理が集中するといった場合だ。そのラックでは大量の空調冷気を取り込む。このとき周囲のラックが発する排気も吸い込んでしまい、自らの排熱に周囲の熱が加わっていく。高温の空気が循環して一カ所に集まってしまう。これがホットスポットだ(図1)。

yh20130905NEC_hotspot_420px.jpg 図1 ホットスポットが出現する理由。出典:NEC

 ホットスポットが現れると、効率的な冷却ができなくなり、空調用電力が増えてしまう。そこで、これまでは図2の上部、黄色い楕円で囲んだような対策が採られてきた。吸気と排気を分離してホットスポット発生の悪循環が起こらないようにした「アイルキャップ」は冷却部材のコストが低いという特徴がある(図2では相対コスト=5)。だが、縦軸の冷却電力比にあるように、冷却用電力をあまり削減できない。安いけれどもあまり有効ではないということだ。

 ラックの隣に空調機を置き、直接、吸排気する「局所空調」は空調用電力をより削減できるものの、コストは高くつく。ラック排気を冷却する「ラック冷却技術」はこの2つの中間に位置する。ラック冷却技術はサーバからの排熱が周囲に拡散する前に回収して直接屋外へ捨てるという考え方に基づく。同技術を改善することで、効果を高めることができるのではないだろうか。

yh20130905NEC_technologies_590px.jpg 図2 ホットスポット解消技術。出典:NEC

 NECが開発した新しいラック冷却技術はこのような考え方に基づいた改良技術だ。アイルキャップ並のコストで実現できる上に、冷却用電力を50%削減できるという。

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