連載「最新のOpen Compute Projectで何が変わった」第1回
Facebookが定めたサーバ規格「Open Compute Project」はなぜ登場したのか(1/2 ページ)
今、データセンターを構成するサーバ規格のデファクトスタンダードとなっているのは、Facebookが独自に策定した規格だ。ハードウェアベンダーでないFacebookの独自規格がなぜ標準となり得たのだろうか。
データセンター向けハードウェアの仕様や設計図を公開するプロジェクト「Open Compute Project」はもともと、Facebookが言い出したものだ。Facebookは、汎用(はんよう)のサーバではなく、独自の規格に基づいたサーバを自社で開発して利用していた。ところが同社は2011年にこの独自の規格を公開し、業界全体で利用できるようにした。これがOpen Compute Project(以下、OCP)規格であり、策定完了と同時に公開した。
そもそも、なぜFacebookは独自規格のサーバを利用するのか。この理由は効率性の改善にある。Facebookが2016年第2四半期に発表した数字では、同社のサービスには全世界で17億人ものユーザーがいる。北米のアクティブユーザーに限っても2億2600万に達する。これを支えるために自社で巨大なデータセンターを3カ所も用意している。しかし、それだけでは間に合わず世界中でデータセンターを借り、膨大な数のサーバを稼働させている。
こうした膨大なサーバを動かしている企業にとって一番重要なことは何か。それは運用コストだ。その運用コストの大部分を電気代が占める。それは単にサーバを動かす電気代だけでなく、通信機器を動かす電気代、サーバを冷却する空調費用なども加わる。最近ではサーバそのものの消費電力は以前から増えておらず、性能と消費電力の比率でいえば年々改善している。しかし、ユーザー数の増加とこれに伴う処理量の増加で相殺しており、全サーバの消費電力合計では増えている。サーバの消費電力総量が増えればその分冷却能力を高める必要があり、それは空調費用の増加につながる。
この消費電力と冷却電力をどれだけ低く抑えるかがデータセンターの運用で重要になっている、というあたりからOCP規格が登場した経緯を説明していく。
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データセンターの消費電力がどのような状況にあるのかを示す指標が「PUE」(Power Usage Efficienct)だ。その計算式は
PUE=データセンター全体の消費電力÷サーバ機器の消費電力
だ。PUEが1に近づくほど、電力効率が良いことになる。ここで現実的には、
データセンター全体の消費電力≒サーバ機器の消費電力+冷房の消費電力
となる。照明やエレベーターなどの消費電力もあるが、冷房と比べればはるかに少ない。結局、
PUE≒(サーバ機器の消費電力+冷房の消費電力)÷サーバ機器の消費電力
=1+冷房の消費電力÷サーバ機器の消費電力
と考えていい。
PUEが、従来型のデータセンターだと1.8から2という値になっていたのが2010年ごろの状況だ。1.8というのは冷房の消費電力がサーバの消費電力の8割近くに達していることを示す。
この「演算処理以外に消費する電力が多い」状況を改善するために、データセンター運用企業は、いろいろと策を施している。代表的な例が寒冷な土地にデータセンターを置くことだ。最近アイスランドがデータセンターの設置場所として人気なのはこれが理由。日本でいえば、さくらインターネットが石狩にデータセンターを設置した。他にもデータセンターの建物内部を工夫して自然対流を利用した空冷にする例もある。その具体的な話は「潜入! 写真で分かる『Facebook』の巨大データセンター」がヒントになるだろう。FacebookはPUEの目標を1.06に設定しており、これを実現するために建物の構造そのものから最適化を図っている。OCP規格もこの一環として定めたものだ。
ただし、OCP規格はPUEの改善以上に、もう一歩進めたところを狙った規格でもある。PUEの算出式では、サーバの消費電力を増やせばPUEの値は1に近くなる。だがこれでは、PUEの値は良くてもデータセンター全体の電気代を削減できない。OCPはPUEもさることながら、サーバの消費電力を削減する方法についても検討を重ねて、その方法を規格として実装している。
その具体的な内容を説明する前に、Facebookが、ある意味データセンターの電力管理に関するノウハウの塊ともいえる仕様を標準規格としてオープン化した理由を考える。
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