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さやなかわらい
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1 グリーン IT 動向 < サーバから始めるグリーン IT> 2009 年 10 月 9 日社団法人電子情報技術産業協会サーバ事業委員会サーバグリーン IT 専門委員会委員長西岡浩主査古寺雅弘目次 Ⅰ. サーバグリーン IT 専門委員会の活動 Ⅱ. グリーン IT の最新動向 ( サーバグリーン IT ハンドブック 2009 より ) Part1 背景 Part2 技術 Part3 事例 Ⅲ. サーバ消費電力測定に関する実態調査研究 - 2 -

2 Ⅰ. サーバグリーン IT 専門委員会の活動 JEITA におけるコンピュータ関連の部会 JEITA 情報産業社会システム部会サーバ事業委員会情報端末事業委員会ソフトウェア事業委員会ソリューションサービス事業委員会サーバ市場専門委員会サーバシステムプラットフォーム専門委員会ネットワークストレージ専門委員会サーバグリーン IT 専門委員会サーバ省エネ WG 2008/4 新設 ITS 事業委員会社会システム事業委員会産業システム事業委員会医療電子システム事業委員会 CE 部会パーソナルコンピュータ事業委員会 - 4 -

3 サーバ事業委員会の担当範囲メインフレーム ( 汎用コンピュータ ) UNIX サーバ IA サーバ独自 OS サーバ ( オフィスコンピュータミニコンピュータ等 ) ワークステーションネットワークストレージ (SAN NAS) サーバ事業委員会の構成委員会参画会社 ( 順不同 ) 沖電気工業 ( 株 ) 東芝ソリューション ( 株 ) 日本アイビーエム ( 株 ) 日本電気 ( 株 ) ( 株 ) 日立製作所富士通 ( 株 ) 三菱電機 ( 株 ) 出荷自主統計参加会社 ( 上記以外順不同 ) アップルコンピュータ ( 株 ) カシオ計算機 ( 株 ) サンマイクロシステムズ ( 株 ) セイコーエプソン ( 株 ) 日本ユニシス ( 株 ) ( 株 )PFU サーバグリーン IT 専門委員会の活動内容活動の目的サーバを中心にグリーン IT/ 省エネルギーへの取組みに関し調査研究啓蒙活動を実施具体的な活動 1. サーバ / ストレージの総消費電力量の把握と予測 2. 市場 / 技術動向の調査と啓蒙活動サーバグリーンIT ハンドブックの作成と普及活動 3. 消費電力の測定方法および簡易測定のモデル化等の調査研究北陸先端科学技術大学院大学との共同研究 - 6 -

4 Ⅱ. グリーン IT の最新動向 ( サーバグリーン IT ハンドブック 2009 より ) Part1 背景 Part2 技術 Part3 事例 Part1 背景温室効果ガスの現状と対策 CO₂ 排出の現状温室効果ガス削減目標国の CO₂ 削減に関する動向グリーン IT イニシアティブの概要経済産業省の試算地方自治体の取組み東京都環境確保条例 - 8 -

温室効果ガスの現状と対策 CO₂ 排出の現状産業革命以降化石燃料の大量使用で大気中の CO₂ 濃度は急上昇地球温暖化の主要原因の 1

年を基準年とし 2008~2012 年に先進国全体で 5% 削減日本は 6% 削減洞爺湖サミットで 2050 に半減で合意

IT イニシアティブの概要経済産業省は IT の役割を重視しグリーン IT イニシアティブ会議を開催産学官の連携強化

グリーン IT 推進協議会 ) 経済産業省の試算 IT 機器は2025 年時点で当初見込みから 40%( 約 1,000 億 kwh) 削減可能

削減 2005 2010 2015 2020 2025 政府のイニシアティブ革新技術によるブレークスルー環境 IT 経営の啓蒙普及 IT

5 温室効果ガスの現状と対策 CO₂ 排出の現状産業革命以降化石燃料の大量使用で大気中の CO₂ 濃度は急上昇地球温暖化の主要原因の 1 つと見られる氷床コア観測と現代の観測による温室効果ガスの変化温室効果ガス削減目標 1997 年京都議定書で削減目標を設定 1990 年を基準年とし 2008~2012 年に先進国全体で 5% 削減日本は 6% 削減洞爺湖サミットで 2050 に半減で合意日本における温室効果ガス排出量の推移 CO₂ 濃度 [ppm] 基準年 2005 年から時間国のCO₂ 削減に関する動向グリーン IT イニシアティブの概要経済産業省は IT の役割を重視しグリーン IT イニシアティブ会議を開催産学官の連携強化政府のイニシアティブおよび国際的リーダーシップの発揮グリーン IT イニシアティブ会議の概念図産学官の連携強化産官学の連携強化の場の創設 ( グリーン IT 推進協議会 ) 経済産業省の試算 IT 機器は2025 年時点で当初見込みから 40%( 約 1,000 億 kwh) 削減可能 IT 利用の業務効率化で更に4,900 億 kwh の省エネ実現が可能と試算 IT 機器の省エネと IT 利用による省エネ 1,000 億 kwh 削減政府のイニシアティブ革新技術によるブレークスルー環境 IT 経営の啓蒙普及 IT による社会全体への環境貢献度の可視化国際的リーダーシップグリーンIT 国際シンポジウム開催海外との連携世界半導体会議 (WSC) 諸外国のフォーラムとの連携 4,900 億 kwh 削減

機器の果たす役割は大きい 2005 年東京都地球温暖化対策計画書制度対象事業所 1, 049 件の用途業種別内訳 9,200 トン CO₂/ 年義務違反の場合削減義務の上乗せ措置命令命令違反の場合罰金公表知事が調達した削減量の費用請求

6 地方自治体の取組み東京都環境確保条例排出量削減義務化と排出量取引制度大規模事業所は総量削減義務化中小規模事業者は省エネに関する報告書 2010 年より本格施行都条例における排出量削減の流れ削減義務率を 8% 削減とした場合 10,000 トン CO₂/ 年基準排出量オフィスビルに対する削減義務化東京都環境確保条例はオフィスビルも対象世界初の特筆すべき取組み大規模事業所の44% が事務所テナントオフィスの消費エネルギーの約 1/3はコンセントからの電力消費省電力 IT 機器の果たす役割は大きい 2005 年東京都地球温暖化対策計画書制度対象事業所 1, 049 件の用途業種別内訳 9,200 トン CO₂/ 年義務違反の場合削減義務の上乗せ措置命令命令違反の場合罰金公表知事が調達した削減量の費用請求削減計画期間の平均排出量自ら削減不足分は排出枠取引で調達 Part2 技術業務効率化による環境負荷削減 IT 利用による業務形態の転換 IT 利用による業務の効率化省電力機器の導入による環境負荷削減コンポーネントレベルの省エネ技術サーバシステムレベルの省エネ技術

業務効率化による環境負荷削減 IT 利用による業務形態の転換営業用乗用車自家用乗用車航空 IT 利用で業務形態を変える事により

電子商取引テレワークなど多くの分野で環境負荷削減が期待バス鉄道輸送量当たりの CO₂ 排出量 IT 利用による業務の効率化 SCM

空調のコントロールなど業務効率化と同時に環境負荷の削減が進められている SCM による業務効率化生産物流販売 SCM による情報管理 -

2GB 4 枚 8GB 1 枚消費電力半減 HDD: 250GB 4 台 1TB 1 台消費電力 8 割減消費電力削減例メモリ HDD

7 業務効率化による環境負荷削減 IT 利用による業務形態の転換営業用乗用車自家用乗用車航空 IT 利用で業務形態を変える事により環境負荷削減が可能例えば東京大阪出張をテレビ会議に移行 CO₂ 排出量の少ない鉄道利用に比べ 20kg 以上の削減が可能ペーパーレス化電子商取引テレワークなど多くの分野で環境負荷削減が期待バス鉄道輸送量当たりの CO₂ 排出量 IT 利用による業務の効率化 SCM など業務効率化の取組みコスト削減 & 環境負荷の削減 ETCによる渋滞解消照明空調のコントロールなど業務効率化と同時に環境負荷の削減が進められている SCM による業務効率化生産物流販売 SCM による情報管理省電力機器の導入による環境負荷削減コンポーネントレベルの省エネ技術メモリ HDD は集積度を上げ消費電力を削減メモリ : 2GB 4 枚 8GB 1 枚消費電力半減 HDD: 250GB 4 台 1TB 1 台消費電力 8 割減消費電力削減例メモリ HDD 消費電力半減消費電力 8 割減 CPUや電源は新技術の導入省電力化を実現 CPU: マルチコア化電力管理リーク電力削減処理性能向上に比べ消費電力の伸びは鈍化 CPU 処理性能向上に対し消費電力の伸びは鈍化

イントラ Web サーバプリントサーバプロキシサーバ旧サーバ16 台消費電力 450W=7.2kw 消費電力 6 割減仮想化 + ブレードサーバで統合仮想化基盤ブレードサーバ8 台消費電力 350W=2.

8 省電力機器の導入による環境負荷削減サーバシステムレベルの省エネ技術消費電力削減例 ( ブレードサーバと仮想化 ) ファイルサーバ DB サーバメールサーバブレードサーバの省エネ電源やファインを複数ブレードで共有高効率化配線不要で増設が容易必要なブレードだけで構成仮想化による省エネプロセッサリソースを柔軟に各アプリケーションに割り当てリソースの有効活用でサーバ統合サーバ台数の削減イントラ Web サーバプリントサーバプロキシサーバイントラ Web サーバプリントサーバプロキシサーバ旧サーバ16 台消費電力 450W=7.2kw 消費電力 6 割減仮想化 + ブレードサーバで統合仮想化基盤ブレードサーバ8 台消費電力 350W=2.8kw ファイルサーバ DB サーバメールサーバブレードサーバ Part3 事例 IT の省エネ事例京都大学総合地所株式会社 IT による環境負荷削減事例人事サーヒスコンサルティンク株式会社月島食品工業株式会社中野区

自由の学風をうたう京都大学は全国共同利用を含む国内最多の研究所及び研究センターを設置しており幅広い分野において日本を代表する学術研究拠点京都市で第 5 位のCO₂ 排出事業者 (

京都大学学術情報メディアセンターの取組み学内のネットワーク系サーバを集約することによる環境負荷削減学部研究室単位で運営しているサーバ( メール Webなど ) をセンターに集約

低負荷時( 休日や夜間 ) に一部を自動停止する省電力運転バックアップ電源で動作可能となる様システムを縮退させた部分運転省電力効果通常運転約 52KVA 省電力運転約 26KVA 半減

9 自由の学風をうたう京都大学は全国共同利用を含む国内最多の研究所及び研究センターを設置しており幅広い分野において日本を代表する学術研究拠点京都市で第 5 位のCO₂ 排出事業者 ( 年間エネルギー経費 30 億円 ) 京都大学環境報告書 2007 にて単位面積あたり毎年 2% のCO₂ 排出量削減を目標設定京都大学学術情報メディアセンターの取組み学内のネットワーク系サーバを集約することによる環境負荷削減学部研究室単位で運営しているサーバ( メール Webなど ) をセンターに集約物理サーバ台数の削減と省エネサーバによりエネルギー効率の高い運用システム構成図キャンパスネットワーク省エネサーバ管理サーバ消費電力は負荷に合わせて細かく制御可能低負荷時( 休日や夜間 ) に一部を自動停止する省電力運転バックアップ電源で動作可能となる様システムを縮退させた部分運転省電力効果通常運転約 52KVA 省電力運転約 26KVA 半減部分運転約 16KVA 通常運転の約 30% バックアップ電源で動作集約前通常運転 ( 最大 ) 通常運転 ( 待機 ) 省電力運転部分運転研究室スタッフをサーバ管理業務から解放センター運用にて教員大学院生などが本来の研究教育活動の専念運用管理コストの削減

カスタマーファーストの姿勢のもと次世代に胸を張って継承できる街づくり住まいづくりを目指すビオトープなど先進的な取組みや環境面に力を入れる時代を先駆ける理想の都市など先進のアイディアを引き出す先進オフィス環境消費電力と運用管理費の削減利便性の向上セキュリティの強化社員が1 人 1 台利用するPC

10.9 JEITAサーハ事業委員会 (CEATEC2009) 電気ストーブ 18 台分の電力削減効果消費電力 100Wのファットクライアントを4Wのシンクライアント化サーバの消費電力を考慮しても800Wのストーブ18 台分の削減に相当省電力効果導入前導入後 180 台のファットクライアント 180

10 カスタマーファーストの姿勢のもと次世代に胸を張って継承できる街づくり住まいづくりを目指すビオトープなど先進的な取組みや環境面に力を入れる時代を先駆ける理想の都市など先進のアイディアを引き出す先進オフィス環境消費電力と運用管理費の削減利便性の向上セキュリティの強化社員が1 人 1 台利用するPC 端末 180 台を全てシンクライアント化入退出カードとの共用化によるセキュリティ強化短時間の離席でも端末がロックどの端末にカードを挿しても離席前の作業状態が復元導入後の環境端末認証カードは入退出カードと共用端末認証カードの挿入で東京本社と大阪支社でも作業中のデスクトップが瞬時に復元 JEITAサーハ事業委員会 (CEATEC2009) 電気ストーブ 18 台分の電力削減効果消費電力 100Wのファットクライアントを4Wのシンクライアント化サーバの消費電力を考慮しても800Wのストーブ18 台分の削減に相当省電力効果導入前導入後 180 台のファットクライアント 180 台のシンクライアント +6 台のサーバ電気ストーブ 23 台電気ストーブ 5 台端末メンテナンス作業の大幅な軽減 180 台の端末の管理を 3 名の管理者で行なっていたセキュリティパッチアプリケーションの管理などメンテナンス作業が軽減消費電力および運用管理費の大幅削減にて 4 年でイニシャルコストを回収

人事シェアードサービスのスタンダードを目指す人事業務プロセスのアウトソース受託会社として 85 社 12

各顧客の事務処理効率の大幅な向上業務集約で効率化し IT 機器の削減給与明細 Web 化など環境負荷を削減

明細データセンタサーバ帳票印刷給与明細システム担当 - 21 - 標準化と仮想化による効率的なサーバ利用

Z 社サーバ A 社 B 社 C 社 Z 社顧客毎の PC サーバ 140 台 C 社サーバ B 社サーバ A

11 人事シェアードサービスのスタンダードを目指す人事業務プロセスのアウトソース受託会社として 85 社 12 万人の従業員管理を行なっている各社で行なわれていた給与計算事務をアウトソーシングで効率化顧客毎にサーバを立てる方式では管理コストがサーバ数の増加とともに増大高性能サーバを仮想化技術で統合する事で大幅な業務効率化を達成給与計算のアウトソーシングによる環境負荷削減各顧客の事務処理効率の大幅な向上業務集約で効率化し IT 機器の削減給与明細 Web 化など環境負荷を削減業務フロー顧客企業人事部門人事サービスコンサルティング顧客窓口業務担当 IT 部門データ連携納品 Web 明細データセンタサーバ帳票印刷給与明細システム担当標準化と仮想化による効率的なサーバ利用業務の標準化によるアプリケーションの共有仮想化によるCPUパワーの一時的増強など運用の効率化仮想化によるサーバ統合 Z 社サーバ A 社 B 社 C 社 Z 社顧客毎の PC サーバ 140 台 C 社サーバ B 社サーバ A 社サーバ仮想化基盤高性能サーバ 6 台新規顧客サービスインまでの大幅な時間短縮仮想化資源に余力がある場合サイジングや設備手配が不要業務標準化で更に工数削減サービスインまで3ヶ月 1 週間に短縮工数比較物理サーバ仮想サーバ

新しい食市場の創造をテーマに食用加工油脂を主体とした食品素材の開発生産販売を行なう

によるエネルギー管理意識の強化どのパソコンからでも工場毎の電力使用量を監視できるシステムを導入社員全員が省エネ意識を強く持てる環境を実現

- センサ電力使用量の把握とエネルギー管理の徹底部分的に消灯できるスイッチ配線や人感センサで点灯する照明の導入

1,000 2,500 950 2003 年 2004 年 2005 年 2006 年 2007 年温室効果ガス総量削減率 18%

12 新しい食市場の創造をテーマに食用加工油脂を主体とした食品素材の開発生産販売を行なう省エネルギー法改正により第一種エネルギー管理指定工場となる省エネ診断を受ける事から始めエネルギー消費の正確の把握と省エネ対策を実施見える化によるエネルギー管理意識の強化どのパソコンからでも工場毎の電力使用量を監視できるシステムを導入社員全員が省エネ意識を強く持てる環境を実現クライアント PC 日報出力 Web 画面データ収集サーバ計測器計測器センサ 200 ヶ所のセンサーを 4 台のサーバで管理センサ電力使用量の把握とエネルギー管理の徹底部分的に消灯できるスイッチ配線や人感センサで点灯する照明の導入エネルギー管理の徹底で照明や空調などの消費電力を大幅に削減電力使用量推移契約電力 [kw] 2,600 電力使用量 [ 万 kwh] 1,000 2, 年 2004 年 2005 年 2006 年 2007 年温室効果ガス総量削減率 18% を達成温室効果ガス総量削減率 18% を達成燃料転換や消費電力削減などの取組みで環境負荷を大幅に削減 2008 年東京工場は地球温暖化対策に対する取組みで都知事表彰を受けた見える化による社員の意識を高め細かな点から省エネ対策を進めた成果

情報化による環境にやさしい街を目指しユビキタス都市中野を実現していく事を将来展望としている電子区役所実現 3 か年プログラムにて

保管など決裁事務作業が大幅に効率化業務によっては作業時間が1/10にまで短縮導入前 : 伝票処理を紙で決裁導入後 : 90%

紙ベースの決裁大量の文書保管内部情報業務効率化改善 : 書類の電子化決裁の迅速化省スペース化市民サービスの向上環境改善 - 25 - CO₂

排出量比較 [%] 100 80 60 40 20 0 4.9% 87.2% 6.5% 導入前 1.3% 45% (-68t -CO₂) 11.

13 情報化による環境にやさしい街を目指しユビキタス都市中野を実現していく事を将来展望としている電子区役所実現 3 か年プログラムにて内部事務処理の電子化を推進用紙や文書保管スペースの削減で CO₂ の大幅削減達成事務処理速度の大幅な向上起案作成決定施行保管など決裁事務作業が大幅に効率化業務によっては作業時間が1/10にまで短縮導入前 : 伝票処理を紙で決裁導入後 : 90% 以上を電子決裁化電子書庫の活用ペーパーレススピードアップ電子決裁で省力化事務処理効率化事務作業の効率化市民サービスの向上課題 : 手書き紙ベースの決裁大量の文書保管内部情報業務効率化改善 : 書類の電子化決裁の迅速化省スペース化市民サービスの向上環境改善 CO₂ 排出量を 45% % 削減紙使用量印刷やコピー文書保管スペースの削減および作業時間の縮減エネルギー消費の削減をCO₂ 排出量に換算 CO₂ 排出量比較 [%] % 87.2% 6.5% 導入前 1.3% 45% (-68t -CO₂) 11.0% 39.9% 2.8% 導入後業務効率化に伴う庶務担当職の廃止紙ベースの伝票や文書を大幅に減少させた事で文書管理業務を専門に行なっていた庶務担当職を廃止自治体の行政事務効率化にITを利用した業務効率化が貢献 0.8%

14 まとめ温暖化防止が地球規模の重要課題国地方自治体で温室効果ガス削減の取組み本格化 IT 機器 / システムの省エネ技術が向上 IT 利用による環境負荷削減および業務効率化各企業団体での取り組みが進んでいるサーバグリーンITハンドブック2009 が一助になる事を期待 Ⅲ. サーバ消費電力測定に関する実態調査研究

稼動台数ーバ年間総消費電力量消費電力量調査研究プロジェクトの背景 -1 平成 19 年度に経済産業省が IT 機器の消費電力予測を行った際 JEITA でも各事業委員会で JEITA 独自の消費電力予測を行ったサーバ機器の消費電力に関しては JEITA サーバ事業委員会が行っている出荷統計 ( 市場専門委員会担当 ) および省エネ法関連の出荷サーバの定格電力 ( 省エネ WG 担当 )

15 稼動台数ーバ年間総消費電力量消費電力量調査研究プロジェクトの背景 -1 平成 19 年度に経済産業省が IT 機器の消費電力予測を行った際 JEITA でも各事業委員会で JEITA 独自の消費電力予測を行ったサーバ機器の消費電力に関しては JEITA サーバ事業委員会が行っている出荷統計 ( 市場専門委員会担当 ) および省エネ法関連の出荷サーバの定格電力 ( 省エネ WG 担当 ) を使用してサーバシステムプラットフォーム専門委員会とサーバ省エネ WG にて共同で消費電力予測を作成した ( 単位 : 億 KWh) 2009 年 1 月時点予測調査研究プロジェクトの背景 -2 JEITAのサーバ年間総消費電力に関する予測は以下の計算を用いたここで Typical Operating 時の消費電力の計算に使用する定格消費電力に対するTypical 比および稼働率に関しては本来実態調査に基づいた値を使用するべきであることが委員会で議論されたサ= 稼動当該年度の1JEITA サーバ出荷統計の当年 ~4 年前出荷台数 :100% 稼動 2JEITA サーバ出荷統計の 5 年前出荷台数 :50% 稼動 3JEITA サーバ出荷統計の 6 年前以前出荷台数 :0% 稼動 4JEITA 統計データは国内出荷台数の 90% とみなし台数補正する 5PC 事業委員会における PC サーバ出荷台数は 1996 年度以降からとなるためサーバ台数把握は 2001 年度以降となる 1 年度毎の省エネ基準クラス別平均定格電力と各サーバの価格帯別のクラス分布を加重平均し価格帯別の一台当たりの平均定格電力を算出 2Typical Operating 時の消費電力量は上記 1 に Typical 比を掛けて求める価格帯 100 万円未満の小規模モデルは平均定格電力の 80% 価格帯 100 万円以上の中大規模モデルは平均定格電力の 60% 率1 稼動時間は 24 時間 365 日 2 稼動率全分類サーバ全価格帯クラスともに稼働率 95% ただし WSは稼働率 25% 現在は予測値 ( 課題 ) 平成 20 年度よりユーサアンケート調査を実施

16 調査研究プロジェクトの背景 -3 平成 19 年度のユーザアンケート調査では電力測定ができていないの回答が多くみられたこのため JEITAサーバ事業委員会では平成 20 年度以降サーバ設置環境でサーバ機器使用電力の実態調査を行い調査結果に基づいたパラメータを使用する事により年間総消費電力の推計の精度を向上させるという方向性を決定した JEITA 情報産業社会システム部会情報政策委員会統計予測委員会技術企画標準委員会サーバ事業委員会情報端末事業委員会ソフトウェア事業委員会ソリューションサービス事業委員会 ITS 事業委員会社会システム事業委員会産業システム事業委員会医療電子システム事業委員会サーバ市場専門委員会サーバシステムプラットフォーム専門委員会ネットワークストレージ専門委員会サーバグリーン IT 専門委員会サーバ省エネ WG 合同でサーバ機器使用電力の実態調査研究を実施 CE 部会パーソナルコンピュータ事業委員会調査研究プロジェクトの目的 1. サーバ消費電力測定の正しい理解を啓蒙しデータセンター以外の商用環境 ( 例えば中小企業のコンピュータシステム等 ) の実使用環境にも適用できるサーバ消費電力の簡易測定方法のガイドを作成する (*) 2. 作成したガイドは JEITA の Web サーバ等で公開する 3. 複数の商用環境で詳細な電力使用量の測定を実施し報告書を作成する 4. 今回の調査研究プロジェクトで得られた実消費電力のデータは JEITA で作成するサーバ消費電力予測で使用される Typical Operating 時の消費電力量の Typical 比等のパラメータに反映し予測精度の向上を図る * 個別の IT 機器の電力の積算が困難な既存の商用環境における IT 機器の電力使用量を簡易計算モデルを使用しパラメータ入力による計算結果を用いる事により測定可能な配電盤電力使用量からサーバ機器だけで使用される消費電力を推定する方法のガイド

調査研究プロジェクトの概要調査研究プロジェクトは学術機関の協力を仰ぎ協力先選定の結果北陸先端科学技術大学院大学 (JAIST) と共同で行う事となった調査研究プロジェクトはフェーズを分け平成 20 年度から 21 年度にかけて行っているフェーズ 1: JAIST での測定および測定結果に基づいた電算室内配電損 / サーバ消費電力の簡易計算モデルの策定フェーズ 2: フェーズ

17 調査研究プロジェクトの概要調査研究プロジェクトは学術機関の協力を仰ぎ協力先選定の結果北陸先端科学技術大学院大学 (JAIST) と共同で行う事となった調査研究プロジェクトはフェーズを分け平成 20 年度から 21 年度にかけて行っているフェーズ 1: JAIST での測定および測定結果に基づいた電算室内配電損 / サーバ消費電力の簡易計算モデルの策定フェーズ 2: フェーズ 1 で策定したモデルに基づき複数商用環境での電算室内サーバ等実使用電力の測定日時週時月次変動の実態を調査し報告 ( 測定期間は 3 ヶ月を目安とする ) 簡易計算モデルの策定の目的 : 中小企業等では詳細の消費電力を測定を行なうため測定設備を整備することは難しいため簡易計算モデルにて計算できるようにするフェーズ 1 測定環境に関する着眼点 The Green Grid が定義したデータセンターの効率の指標である PUE は PUE = データセンター全体の消費電力 IT 機器の消費電力 The Green Grid white paper 1 (02/16/2007) エネルギー効率のよいデータセンターのガイドラインのデータを使用で値が小さいほど効率の良いデータセンターになるまたホワイトペーパーエネルギー効率のよいデータセンーのガイドラインによるとデータサンターの電力使用の割合は左表の様になり IT 設備の消費電力はデータセンター全体の 30% であるこの値は米国のデータセンターの調査に基づくものであり日本の実使用環境とは相違がある事が当初から予想されていたまた IT 設備には PUE では除外する運用等に使用するクライアント機器が含まれている PDU の割合がマシン室外の部分で大きいのではという観点で実際の IT 機器消費電力とは差があるのではといった議論があり IT 機器が使用している消費電力をなるべく IT 機器に近いところで実測するのが好ましいという方針を決定し次ページの様にマシン室内での実測を計画する事とした

18 コンピュータ室ラック電力損失屋内配電盤電力損失フェーズ1 ケーブル電力損失測定環境の電力測定箇所配コンピュータ室内の空調照明等 P D U 電盤/CVCF CVCF 経由ケーブル電力損失 UPS 経由無し UPS ラック P D U ケーブル電力損失コンピュータ室内の空調照明等サーバストレージネットワーク機器電力損失 IT 機器で使用される電力 IT 機器以外で使用される電力注 : 図ではクライアント機器等は除いている : 測定箇所フェーズ 1 測定のポイント IT 機器の消費電力を個別に測定 CPU 使用率と消費電力との相関関係 (The Green Grid のwhite paper 7 データセンターのサーバ電力消費量を削減する5つの方法では CPU 使用率と消費電力との関係を一次相関としている構成に依存した IT 機器の電力消費量をWebで提供している H/Wベンダーも同様な方法を使用している模様 ) 定格値と実消費電力の比較配電盤での消費電力測定と個別のIT 機器の消費電力の積算との比較簡易モデル作成時の重要ポイント ( 商用の実環境での測定では個別のIT 機器毎の測定は困難 ) 2 重電源で冗長化されたIT 機器の各電源ラインの消費電力の比較

19 JAIST における測定環境構成配電盤 1 フレーカ 1 電圧測定端子へサーバ電力測定機器ラック PDU BCRN2500 多回路電力チェッカーエネルキーモニタ CT CT IN OUT IN 2 三相単総 AC 200V 電源電源 ((3 線 ±100V) 2 ラック PDU メール検疫サーバメールサーバ #1 メールサーバ # 2 メールサーバ # 3 メールサーバ # 4 メールサーバ # 5 スパムメール捕獲サーバ 19 インチラック用ロンクヒッチコンセントハー OUT 1. 配電盤の消費電力測定には配電盤内に設置されているパナソニック電工社の多回路電力チェッカーを使用ラック PDU E E E SAN スイッチ SAN スイッチネットワークストレージトライフエンクローシャトライフエンクローシャトライフエンクローシャトライフエンクローシャトライフエンクローシャ E E E ラック PDU 2. サーバー機器の電力測定にはコンセント毎の電力測定が可能なラりタン社の Dominion PX を使用 CT(Current Transformer): 変流器のことで交流電流の計測に必要不可欠な電流センサー受電設備など大電流を計測する必要がある場合直接計器に配線することができない為 1 次電流の値を任意の低い値に変流し 2 次側に流すことができる CT( 変流器 ) を使用して計測を行う E はネットワークストレージ専用 AC コンセント -37- プロジェクトの進捗状況と今後の予定 ~2009 年 9 月末北陸先端科学技術大学院大学 (JAIST) 情報科学センターでの実測 2009 年 9 月 ~2009 年 11 月実環境における測定ガイドライン ( 簡易計算モデル ) の検討実環境測定協力ユーザーの選定 (10 月 9 日現在募集中 ) 2009 年 12 月 ~2010 年 3 月 ( フェーズ2 ) ユーザが商用で使用している実環境での測定 ( 簡易計算モデルを使用予定 ) -38-

20 フェーズ 1 測定結果 -1 2 重電源サーバの電流値 (CPU 負荷追加前後 ) 左のグラフでメールサーバの各配電経路での使用電力を人為的な CPU 負荷を与える前と後で比較した結果であるこれにより測定に使用したサーバでは 1. 2 重電源の各経路の電力使用量は完全にはバランスしない 2. 人為的に CPU 負荷を与えた場合でも消費電力は ±10% 前後変動している事がわかる The Green Grid の White Paper データセンターのサーバ電力消費量を削減する 5 つの方法では CPU 使用量と電力使用量を一次近似して扱っているが実使用環境では変動幅をもった相関関係になっている北陸先端科学技術大学院大学 (JAIST) 提供フェーズ 1 測定結果 -2 測定結果 -1 より - 消費電力は CPU 使用率の一次相関以外の要素も関係していると思われる - 2 重に電源が冗長化された機器では積算して評価する必要がある配電盤電流と電流の総和の比較配電盤での電力量と IT 機器で使用した電力量の総和との差は次ページの測定精度に対する考察により測定機器の誤差内で収まる可能性が議論されたが現時点では各サーバの消費電力を測定する測定機器自体の損失を分離できておらず課題となっているまた積算電力に関する精査も今後の検討課題と考えている配電盤測定機器の電力損失が分離できていない測定機器

21 フェーズ 1 における測定精度に関する考察配電盤での消費電力測定は積算電力の精度が一番高いがそれでも機器により 1-2% の誤差がある電圧はほぼ一定で供給されている事から電流値の測定精度が消費電力測定の精度に影響する度合いが大きい電流の計測精度はCTの精度が定格値に対する精度であるため 2 重電源で冗長化されたIT 機器では電流の大きさが約 1/2になる事により測定値の相対誤差が大きくなる例 : 30AのCTを使用した場合誤差を1% とすると ±300mAの誤差が生じる 2 重電源で冗長化された片側の電源経路で100V10Aを消費している場合相対誤差は3% となる同様に IT 機器個別の消費電力の精度も ±100mA 程度の絶対誤差がある例 : 上記の例で機器の一台が片側の電源経路で一台の IT 機器が 100V3A を消費している場合相対誤差は 3.3% となる - 実環境の測定では積算消費電力を使用するのが望ましい - 配線 PDU 等の電力損失は誤差の範囲内に収まる可能性が有るフェーズ 2 実環境測定で使用する簡易モデル IT 機器の総消費電力 Pits は配電盤からの各配線毎に IT 機器の消費電力 (Pit) = 配電盤計測の消費電力 (P)- ライン損失 (Pl) PDU 損失 (Pp) UPS 損失 (Pu) - 他の損失 (Po) を求め Pits = Pit1 + Pit2 + Pit (n は配電盤からの各配線番号 ) の積算で得られるフェーズ 2 で使用する簡易モデルは今後フェーズ 1 の測定結果を基に以下の 2 モデルに関して評価検討を行い決定する予定 1. 以下のパラメータを使用して Pl, Pp, Pu, Po を計算する Pl : ケーブルの種別配線長 Pp : PDU の個数 Pu : UPS の消費電力 Po : フェーズ 1 で使用した Dominion PX 等の測定機器の消費電力等 2. 1 のモデルに関し (Pl+Pp) を以下の前提で P に対する一次関数で近似する - ケーブルの引き回しが一定長以下 - 配線経路に PDU のスタックを含まない Pit = P - (a*p + b) Pu Po = (1-a)*P b Pu Po ここで UPS が無く特殊な測定機器も配電経路に含まれない場合は以下となる Pit = (1 a)*p b

別紙のご案内をご覧ください -43- ご清聴ありがとうございました今回使用した資料

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22 まとめグリーン IT の実現は実態の把握から始める事が重要一般的な日本の商用環境では配電盤での消費電力測定から始めるのが妥当 IT 機器の消費電力の週次月次期末変動の把握はこれからの課題フェーズ 2 を実態調査の糸口としたいご質問を承ります本共同研究プロジェクトに協力をいただいた北陸先端科学技術大学院大学の宇田先生小原先生岡本技術職員に感謝いたします JEITAでは商用実環境での測定に協力していただける企業様を募集中です別紙のご案内をご覧ください -43- ご清聴ありがとうございました今回使用した資料サーバから始めるグリーン IT ( サーバグリーン IT ハンドブック 2009) 以下の JEITA ホームページから PDF ファイルをダウンロードする事ができます事例でご紹介した企業団体の組織概要

お知らせ

お知らせ広報資料 ( 経済同時 ) 平成 27 年 12 月 16 日環境政策局担当 : 地球温暖化対策室電話 :222-4555 事業者排出量削減計画書制度及び新車販売実績報告書制度平成 26 年度実績の取りまとめについて京都市では, 京都市地球温暖化対策条例 ( 以下条例という ) に基づき, 一定規模の温室効果ガスを排出する事業者 ( 特定事業者 ) の自主的な排出量削減を図ることを目的として,