「部屋全体を冷やせばよい」時代は終わった

　サーバをコンパクトなモジュールとすることで、従来のサーバスペースに複数台のサーバを設置することを可能にしたブレードサーバ。ブレードサーバは急速に普及し、小規模な環境でも導入されている。しかし、サーバラックあたりの発熱量も膨大なものになっており、従来の方法では冷却が間に合わなくなってきている。発熱を原因とするトラブルも多発しているため、熱対策に頭を悩ませている企業も多いのではないだろうか。

　サーバは、自ら発熱すると共に温度の影響を受け易い機械だ。内部に主要な部分の温度を計測する機構を装備しており、温度が上昇すると処理速度を落としたり、一定以上の温度になると処理を停止してサーバ自身を守るようになっている。もちろん熱暴走や、ネットワーク機器の寿命にも悪影響を与える可能性もある。現代の業務において、サーバの停止は業務に深刻な打撃を与えかねないため、熱対策は処理の効率化やセキュリティ対策などと同様に重要なものとなっている。

　中小規模の企業の場合は、専用のサーバルームを持っていないケースが多く、事務所の一角にラックを設置しているようなことも珍しくない。このような環境では、サーバの熱対策が軽視されがちである。以前は部屋全体をエアコンなどで冷やせば十分だったが、ブレードサーバが普及している現在では、効果的な熱対策にならなくなっている。膨大な熱を発生するブレードサーバを冷やすには、温度管理だけでなく風の流れまで制御する必要があるのだ。

　しかし、現実問題としてサーバやサーバルームの温度や風の状態を管理することは、特に中小規模の企業の場合は不可能に近い。ITマネージャが一人しかいないケースがほとんどであるため、ネットワークや社員のPCなどの管理、運用で手一杯になってしまい、サーバの熱対策にまで手が回らなくなっているのだ。このような状況下では、APCの熱対策、冷却ソリューションが有効な手段となる。

従来のラックでは対応できないブレードサーバの発熱量

　APCは「American Power Conversion」という会社名が示すように、電源を中心に多彩なソリューションを提供している。その内容は電源、ラック、冷却、管理、サービスに大きく分けることができる。ビジネスの可用性向上に必要な要素を「People（人的資源）」「Process（方法手順）」「Technology（情報技術）」「NCPI（物理インフラ）」の4つのレイヤに分類し、APCのソリューションはその4つ目のレイヤである「NCPI（Network-critical Physical Infrastructure）」に対応している。

　APCでは、冷却を考える前に、どの程度の発熱量があるのかを知ることが大事だという。また、発熱量はラック1本単位で算出する。例えば、最新の7Uラック、14台ブレードサーバを搭載できるモデルでは、5.3キロワットの電源が必要となる。これを4シャーシ搭載し、ネットワーク機器を加えると、必要となる電源は20キロワットを超える。電源の容量がそのまま発熱量になるので、このラックは20キロワットの熱が発生するということになる。しかし、従来のラックは2～3キロワット程度の発熱量しか想定されていない。当然ながらラック内の冷却が間に合わなくなり、温度が上昇していくことになる。

　また、サーバは風によって冷やされることになるのだが、発熱量に合わせて風力も大きくする必要がある。例えば、1キロワットの熱を冷却するためには、毎分3立方メートルの風が必要とされている。これが100キロワットになると、毎分300立方メートルの風、つまり秒速5メートルの風が必要ということになる。これはかなりの風力であり、フリーアクセスの下だけでは流れない。また、サーバは前面から25度の風が入って来るという計算で設計されているため、それ以外の方向から風を当てても十分な冷却が行えない。これはラックにおいても同様だ。

　つまり、サーバおよびラックの前面に25度の風が当たるように、また同時に、ラックの背面から出てきた風がエアコンに戻ってくるように、風の流れを計算しなければならないのだ。また、ラック内のエアフローを「整流」してサーバの排気が前面に回り込むことによる温度上昇を防ぐためにはブランクパネルは有効な手段だ。ブランクパネルによる効果の例を下図に示す。しかし、これらの冷却対策を各ユーザー企業が一から設計するよりも、標準化されたラックや電源、冷却システムを導入する方が容易であり、効率、コスト、将来性の面でも有効なソリューションとなる。

無料のオンライン診断サービスも実施

　では、どのようなサーバ環境にどのくらいの冷却が必要であるのか、APCの資料を紹介しよう。熱対策への大まかな指針となるはずだ。これによると、ラック1本あたり3.5キロワットまでのサーバ環境であれば、ラックの配置を調節したり冷却ファンを追加するといった方法で対策が行える。5キロワットまでの環境でもほぼ同様だ。しかし、ブレードサーバ環境になると、従来の解決方法が通用しないことが分かる。部屋の温度を下げるなど部屋単位の冷却対策では、ブレードサーバを搭載したラックは中まで十分冷却されない。そこで、ラックごとに冷却対策を考えることが必要になってくる。それほどブレードサーバの発熱量は大きいのだ。

　ラックごとの冷却を検討するには、ラック単位でどのくらいの発熱量があるのかを把握する必要がある。ラック1本当たりの発熱量を、～3.5キロワット、～5キロワット、～10キロワット、10キロワット以上に分類し、それぞれに最適なソリューションを導入したい。APCではラック1本あたりの発熱量に応じたソリューションを用意している。また、APCのサイトでは企業のNCPIの充実度を診断できる「NCPIオンライン診断サービス」を提供している。診断申し込みを行い、画面に表示される設問に答えていくことでNCPIの充実度を自己診断できる。所要時間は15分ほどだ。結果はポイントで表示され、脆弱なポイントがある場合には、問い合わせによって詳細な診断を受けることもできる。

　APCは、多くのホワイトペーパーを提供していることも特徴の一つだ。APCのサイトでは、電源、ラック、冷却、管理、サービスに関わる詳細なホワイトペーパーをダウンロードできる。米APCのサイトでは約130のホワイトペーパーが提供されているのに対し、日本のAPCでは40弱となっているが、それでもかなりの量といえる。

　NCPIに関わる部分は、大手ゼネコンが多くのノウハウを持っている。しかし、ホワイトペーパーを提供している大手ゼネコンはほとんどない。これはホワイトペーパーの提供がノウハウの流出につながると考えているためだという。

　APCでは米APCのホワイトペーパーを翻訳する形で提供しているが、NCPIの分野は進化のスピードが速く、間に合わないことが多いという。しかし、日本の環境にも通用するものや重要なものを優先的に翻訳して提供を行っているとのこと。興味があるならダウンロードしてみるとよいだろう。熱対策は意外に気付きにくいものであるため、APCではサーバ付近が暑いと感じたら「なぜ暑いのか」を考えてみることが大事だとしている。熱に関しては、理屈で突き詰めていけば原因の究明は容易だという。