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1409：とはずがたり：2017/09/24(日) 16:05:43: サーバを丸ごと液浸して消費電力を30％削減！斬新な冷却技術でデータセンターに革命を
http://journal.jp.fujitsu.com/2016/08/15/01/
2016年8月15日

データセンターの悩みは発生する熱の処理

2020年には500億個以上のデバイスが、2030年には100兆個以上のセンサーがインターネットにつながり、膨大なデータが収集されるようになると言われている時代。それらのデータを蓄積・管理し、分析するデータセンターの役割は、今後ますます重要になっていきます。
データセンターでは、サーバやストレージなどのIT機器を24時間365日稼働させるため、様々な技術が取り入れられています。特にIT機器が発する熱を冷やす技術は、データセンターの安定稼働に重要な役割を果たしています。
従来型の冷却技術には、大容量の空調設備、膨大な消費電力、広大なスペースが必要でした。また空気を流すためのファンによって、騒音も発生していました。データセンターが進化するためには、エネルギー効率、スペース、騒音など、様々な課題を解決する必要があったのです。

空冷の1000倍もの熱輸送効率を実現

富士通は、ExaScaler社が開発したスーパーコンピューター向けの液浸冷却技術と富士通が持つ汎用コンピュータのノウハウを融合し、クラウド仕様のサーバ設備と、センターファシリティを含めた新しいデータセンターの形を提案します。これは、サーバ、ストレージ、ネットワークなどのIT機器をまるごと液体の冷媒に浸し、冷媒を循環させることで冷却する「液浸冷却技術」を使用したものです。
液浸冷却技術の冷媒には、熱輸送効率が高く絶縁性のあるフッ素系不活性液体（フロリナート）という液体を使います。この液体で専用の液浸槽を満たし、その中にサーバやストレージなどをまるごと沈め、冷媒を冷却、巡回させて、機器が発する熱を処理します。このように、冷却システム全体を効率化することにより、消費電力を大幅に削減できます。
この一番の特徴は、冷却能力の高さです。空冷式に比べて、約1000倍の熱輸送効率を持っています。それは、エネルギー消費を抑えて、かつ広大なスペースを使わずに、効率の良い冷却が可能になることを意味します。
冷媒に使うフロリナートは、電源を含むIT機器のすべてを浸して稼働させることが可能な不活性液体です。
フロリナートは運用性にも優れています。粘度が低く、切れが早く、蒸発しにくいという特長を持っており、液体に沈めたままでも機器のコネクタの抜き差しが可能となっています。しかも、フロリナートは劣化しないため、交換は不要です（ただし年間数％揮発するため、継ぎ足す必要があります）。

サーバの展示（富士通フォーラム2016より）
省エネ、省スペース、騒音の課題を解消

冷却効率に優れた新しい液浸冷却技術により、サーバやストレージを、液浸槽のなかに高密度に収めることが可能になります。サーバなら1つの液浸槽に128台（1Uの2CPUサーバを約3ラック分）、ストレージなら32台（4Uのストレージを約3ラック分）が収納可能です。また空調用の大規模な設備も不要です。その結果として、IT機器の設置スペースが約70％削減可能になります。
消費電力も大幅に抑えられます。空冷式では、センター空間を冷やすための大型の空調設備や、パーツを局所的に冷やすファンなどが必要です。ところが液浸冷却のシステムでは、それらの設備を削減できるため、データセンター全体の消費電力を約30％以上抑えることが可能になります。
さらに機器を低温に維持して稼働することは、故障率の低下という効果を生みます。アレニウスの法則によると、温度を10度下げることで、故障率は約半分になるとされています。
また冷却のためのファンは、騒音の元となっていましたが、液浸冷却のシステムに切り替えれば、データセンター内はほぼ無音を実現できます。データセンターの設置環境を大きく変える力も持っていると言えます。

液浸冷却技術適用によるデータセンターのファシリティイメージ
新しいデータセンターの形を

液浸冷却技術は、クラウド仕様のサーバ設備とセンターファシリティを含めた、新しいデータセンターの形をもたらし、コストダウンを実現するものとして期待されています。
現在、富士通ではこの技術の評価を進めており、社内向けシステムのデータセンターへ適用を検討している段階です。今後は、この液浸冷却技術の開発を進め、圧倒的な省スペース、省エネルギーによるデータセンター革命を実現します。