サーバーを液体冷却、コンテナ型データセンターで消費電力43%減に成功

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～脱炭素に貢献、24年度の商用提供を目指しKDDI小山TCで試験運用～

  • KDDI株式会社
  • 三菱重工業株式会社
  • NECネッツエスアイ株式会社

2022年3月29日

KDDI株式会社 (本社: 東京都千代田区、代表取締役社長: 高橋 誠、以下 KDDI)、三菱重工業株式会社 (本社: 東京都千代田区、代表取締役社長: 泉澤 清次、以下 三菱重工)、NECネッツエスアイ株式会社 (本社: 東京都文京区、代表取締役執行役員社長: 牛島 祐之、以下 NECネッツエスアイ) は、液体でIT機器を冷却する液浸冷却装置を活用し、データセンターを小型コンテナに収容して稼働させる実証実験 (以下 本実証) に成功しました。従来型のデータセンターと比較して43%の消費電力削減 (該当項目へジャンプします注1) と、PUE1.07 (該当項目へジャンプします注2) のコンテナ型スモールデータセンターを実現しました。

3社は、本実証のコンテナの中で稼働させた液浸冷却装置を、大規模なデータセンターへの導入に向け、2022年4月1日からKDDI小山テクニカルセンター (以下 KDDI小山TC) での試験運用を開始します。また、KDDIにおいては2024年度中に液浸冷却装置の商用提供を目指します。

  • <コンテナ型スモールデータセンター>

  • <液浸冷却装置>

  • <液体で機器を冷却する様子>

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<本実証の様子>

■本実証について

1. 背景

社会全体のデジタル化が急速に進む中で、データセンターは、現代の生活や文化を支える社会インフラとしての重要性を増しており、サーバーの追加やデータセンターの増設に対する需要が高まっています。
サーバーが発する熱を高効率の冷却装置で冷却することで消費電力量を抑制し、環境に与える影響を最小限に留めることが求められています。
今回、各分野で社会インフラを担っている3社が共通の社会課題を認識し、3社が持つ技術や知見をそれぞれ持ち寄って課題解決していくことに合意し、本実証の実施に至りました。

2. 実証概要

2021年6月21日から三菱重工のYokohama Hardtech Hubにて、50kVA相当のサーバーなどのIT機器と液浸冷却装置を12ftのコンテナに収容し、稼働させる実証を行いました。設置が容易なコンテナ型スモールデータセンターを実現することで、データセンターの設置環境や条件を大きく緩和するほか、既存のデータセンターの処理を補完することができます。
また、本実証では、コンテナ型スモールデータセンターの成立性のほか、サーバーの冷却性能、エネルギー効率を検証しました。
実証内容の詳細、各社の役割、協力企業などは新規ウィンドウが開きます2021年6月21日のニュースリリースをご参照ください。

3. 成果

  • 冷却効率の向上

    サーバーの冷却において、従来の空調空冷の代わりにオイル状の液体冷媒と外気を使用することで、43%の消費電力削減とPUE1.07を実現しました。

  • 小型データセンターの実現

    実装設計や小型装置の開発を行い、液浸冷却装置 (液浸装置＋ラジエーター) や外気冷却機構一式を12ftの小型コンテナに実装しました。

■KDDI小山TCでの試験運用について

1. 内容

KDDI小山TCで液浸冷却装置を試験運用し、安定性や成立性を検証します。

  • (1)

    冷却効率の立証

    • 最適化されたラジエーターや外気冷却装置を開発し、データセンターでの実装を想定した排熱処理能力の向上と省電力化を目指します。
    • 日本の厳気象などを想定し、冷却能力が十分に機能することを確認します。
  • (2)

    高可用性の実現

    • 液浸冷却装置および外気冷却装置に可用性を持たせ、ティア4 (該当項目へジャンプします注3) レベルのデータセンターでの実装設計を具現化し、安定稼働の成立性を検証します。
  • (3)

    商用導入計画の具現化

    • 保守体制の検討も含めた実践的な運用を行い、国内での商用普及や導入計画の具体化を図ります。

2. 期間

2022年4月1日から2023年2月28日

3. 各社の役割

    • KDDI
      : 本実証試験の円滑な管理推進。
      可用性を考慮したデータセンターへの液浸システム導入におけるシステム設計。
      IT機器の導入、保守、運用体制の課題解決とフィールドトライアル。
    • 三菱重工
      : 外気冷却装置の開発および試作。
      液浸冷却システムの設計、構築。
      液浸冷却システム制御および運用試験。
      外気冷却装置の保守・運用設計。
    • NECネッツエスアイ
      : 液浸データセンター向けの設備導入設計と課題抽出および改善。
      液浸装置、電源設備などの調達、設計、施工を通して課題抽出と改善。
      液浸データセンター向け統合監視システムのSI設計構築を通して監視、管理、制御手法の検証。
      液浸データセンター向けの最適な保守設計、運用、保守スキームの確立。

4. 試験運用への協力企業 (ABC順)

  • ENEOSホールディングス株式会社
  • GIGABYTE Technology
  • Intel Corporation
  • MiTAC Computing Technology Corp
  • Super Micro Computer, Inc.
  • Western Digital Corporation
  • アリスタネットワークスジャパン合同会社
  • エヌビディア合同会社
  • 株式会社DC ASIA
  • 工業技術研究院 (ITRI)
  • シスコシステムズ合同会社
  • ソリダイム・ジャパン
  • デル・テクノロジーズ株式会社
  • 日本AMD株式会社
  • 日本フォームサービス株式会社
  • 日本ヒューレット・パッカード合同会社
  • パンドウイットコーポレーション日本支社

3社は今後も、本実証を通じて、国内のデジタルトランスフォーメンション (DX) の発展に寄与するとともに、脱炭素化および地球環境保全に貢献していきます。

  • 注1)
    PUE1.7のデータセンターの総電力と比較した場合。
  • 注2)
    PUEは、以下の式で算出されるデータセンターのエネルギー効率を測る一般的な指標で、値が小さいほど、データセンターのエネルギー効率が良いとされています。
    PUE ＝ データセンター全体の消費電力量 (kWh)/IT機器の消費電力量 (kWh)
  • 注3)
    ティアとは、データセンターの品質を評価・格付けする基準です。ティア4とは、付帯設備の冗長性などによりデータセンターとしての品質が最も高く維持されているという基準です。
  • ニュースリリースに記載された情報は、発表日現在のものです。
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