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データセンターの課題:電力、冷却、接続性の重要性

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今日のデータセンター展開のトレンドは、レイテンシーを減らし冗長性を高めるために、ユーザーにより近い場所に小規模な空間をより多く構築すること、つまりエッジデータセンターです。この新しいアプローチは、1つまたは2つの大規模な企業データセンターと2次的な災害復旧(DR)サイトを持つ過去の計画から逸脱しています。複数の場所により多くのコンピューティング資産を持つことの利点は明らかですが、これらの小規模な場所を管理することは、人員の観点、オンサイトモニタリング、現在および次世代のコンピューティング機器をサポートする能力の面で困難になる可能性があります。

新しいデータセンター空間の設計における3つの大きな要素は、電力、冷却、接続性です。電力要件は、プロセスの最初に、すべてのコンピューティング機器のフルIT負荷に必要な電力である重要負荷をNの値として使用して対処されます。簡単に言えば、Nの数値は、キャビネットごとの電力ニーズを合計し、初期構築時のすべてのキャビネットに将来の成長を加えて、電力使用量または総電力要件値を得ることから来ています。冷却や照明などのIT以外のコンピューティング機器の電力ニーズも追加する必要があります。データセンター空間に必要な電力に加えて、N+1や2Nなどの異なる冗長性オプションから選択することができます。これが計算されると、電力設計は通常、データセンター空間のコンピューティング機器の追加または削減に応じて、数年間静的なままです。

冷却は、データセンタースペースの構築と管理において、より動的な側面です。その理由は、日々の運用でスイッチ、サーバー、その他の計算機器が追加または削除されるにつれて、キャビネット内の気流経路が変化するためです。個々のキャビネット内の気流が変化すると、データセンター全体の気流も変化します。これらの変化を管理するのは困難ですが、支援するツールが利用可能です。データセンター全体にモニタリングセンサーを配置することで、運用者はリアルタイムで発生している変化を確認し、高温または低温のスポットや電力使用量に対処する最良の方法についてフィードバックを得ることができます。

従来、モニタリングセンサーは各キャビネットや、列の端、床下、天井プレナム空間、その他温度に考慮が必要な場所など、データセンター内のさまざまな場所に有線で接続されていました。この種の環境管理は、データセンターインフラストラクチャ管理(DCIM)のカテゴリーに分類されます。DCIMは、データセンター空間の多くのプロセスと同様に進化しています。現在、モニタリングは長寿命バッテリーで動作し、ワイヤレスでソフトウェアに接続する低コストの熱センサーを利用できるようになり、人工知能(AI)と機械学習(ML)によってサポートされています。Upsite Technologiesは、このアプリケーション向けにAI/MLソリューションであるEkkoSenseを提供しています。このAI/ML技術は、まだ初期の成長段階にありますが、多数の安価なセンサーまたは入力デバイスを使用して、データセンター空間のすべての温度面、電力使用量、PDU利用率についてリアルタイムの情報を提供する能力を持っています。

 

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EkkoSenseは、熱センサーから提供される情報を3D可視化やデジタルツインなどの形式で表示する能力があります。データセンター全体または空間の一部を監視するための他のダッシュボードオプションも利用可能です。これらのダッシュボードは、複数の場所で閲覧される運営者の熱および電力パラメータを満たすように構成できます。アメリカ暖房冷凍空調学会(ASHRAE)は、データセンター業界向けに最小エネルギー効率要件を設定する公開基準(90.4-2019、データセンターのエネルギー基準)を発行しています。これらの要件はEkkoSenseを通じて監視でき、問題が発生した際に迅速に是正措置を決定することができます。

多くの場合、エッジデータセンターが無人で24時間365日のモニタリングを必要とすることを理解し、施設を監視するための堅牢なプラットフォームを持つことが不可欠です。適切な気流管理で利用可能な冷気を最大化し、熱排気を再循環のために誘導することで、コンピューティング機器を保護します。コンピューティング機器を冷却し、エネルギーコストを最も効率的なレベルまで削減することで、データセンターの運用を最適化し、熱や電力障害によるダウンタイムを減らすことができます。

これは接続性に関わってきます。シングルモードファイバーがエントランスルームでデータセンターに入ります。ファイバーリンクは、外部世界への接続性を持つインターネットサービスプロバイダー(ISP)によって提供されます。ほとんどのデータセンターは少なくとも2つのISP接続を持っていますが、しばしば3つから5つを持っています。エントランスルームから、シングルモードファイバーは個々のフロア、ゾーン、部屋、ポッド(冷却目的で長方形に設置されたデータセンターキャビネットのグループ)、またはキャビネットに走っています。

今日、ほとんどの新しいデータセンターの展開では、キャビネットからキャビネットへのファイバーが走り、銅線接続はキャビネット内または5メートル未満の距離に限られています。100メートル未満のファイバー接続では、シングルモードファイバーの代わりにマルチモードファイバーがよく使用されます。その理由は、コンピュータ機器に接続されるファイバー用の光学部品が、従来マルチモードファイバーを使用する方が安価だったためです。しかし、過去2-3年で、シングルモード光学部品のコストが大幅に低下し、マルチモード光学部品とほぼ同じコストになりました。この価格低下は、大手クラウドプロバイダーが彼らのデータセンターで全てシングルモードファイバーと光学部品を使用していることに感謝します。このため、より多くのデータセンター運営者が、マルチモードの代わりにキャビネット間でシングルモードファイバーを使用することを選択しています。シングルモードファイバーは、マルチモードファイバーよりも長距離で400G以上の高速をサポートできる利点があります。これにより、ユーザーにより多くの帯域幅が提供され、構造化ケーブリングプラントでより多くの相互接続と柔軟性が可能になります。

熱および電力モニタリング、データセンターでシングルモードまたはマルチモードファイバーを展開するかどうか、または最新の構造化ケーブリング設計について質問がある場合は、お近くのSiemon RSMにお問い合わせください。

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Dave Fredricks

Sales Engineer at Siemon

Dave Fredricks is a data center center sales engineer at Siemon with 28 years of experience in fiber optic and structured cabling solutions. He has been with Siemon since 2021, and previously served as a data center infrastructure architect with Cablexpress for 13 years and southeast sales manager at Emerson Network Power for 12 years. Fredricks is a Certified Data Centre Designer (CDCD) and an active member of AFCOM. He authored the white paper, “Conflicts in Data Center Fiber Structured Cabling Standards,” and has comprehensive knowledge of the TIA and IEEE industry standards for network and storage connectivity. Fredricks earned his bachelor’s degree from Western Carolina University.

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