無線センサーによるデータセンター （空調のリアルタイム制御

無線センサーによるデータセンター空調の
リアルタイム制御
2014年10月17 日
NTTファシリティーズ
ＤＣ＆ＢＣＰプロジェクト本部
西田 龍一
NTT FACILITIES, INC. All right reserved.
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データセンターの概要
各種サービス・
コンテンツ
ICT装置（ｻｰﾊﾞ ・ｽﾄﾚｰｼﾞ・NW等）
各種サービスを提供
【サーバルーム】
-定常稼働が必須
-多量に排熱・高温環境はNG
サーバルーム用空調機
ＩＣＴ装置の排熱を処理
【電力室】
電力設備
ＩＣＴ装置に安定した電力を供給
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データセンターのコスト要素
・コストのうち電気料金が占める割合は大
・中でも空調の割合は高
¥15,000
変換ロス・その他
１５～３０％
サーバルーム用空調
２０～５０％
¥10,000
電気料金単価は震災後30％前後上昇
ICT装置
¥5,000
電気使用量の内訳（一般例）
¥0
電気料金
建物償却費
運用コスト
電力設備償却費
サーバ等機器費用
ファシリティ保守
<日本のＤＣ事業者のコスト構造>
<ＤＣ事業サービス料金（2009年基準）>
サーバ1台にかかる1月当たりの原価。PUE 1.5のデータセンターで試算
（出典：オープンガバメントクラウド・コンソーシアム 2010年）
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3
Smart DASHとは
Ｓｍａｒｔ ＤＡＳＨ ＝
温度の見える化
＋
空調自動制御
システム構成
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Smart DASH制御の核
独自の学習アルゴリズム
により実現
空調機の影
響範囲把握
どの空調機がどのエリアの冷却に寄与しているか
空調機の高効率制御
室内温度の
計測
SmartMeshのワイヤレスセンサ
により実現
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室内の各エリアに温度センサを設置して
温度を詳細に把握
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従来方式との比較
・空調機本体での温度計測のみ
凡例
空調制御用サーモ
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Smart DASH制御方式
（多対多）
CRAC A
CRAC A
空調機から有線センサ張り出し
CRAC A
一般的な方式
・温度計測点数少ない
・ラック側の温度を網羅的に計測
・配線の施工が必要
・配線施工が不要
空調機CRAC
サーバラック（赤：吸込）
空調気流
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設置イメージ
Wireless
Temperature
Module
Wireless Gateways
Thermistors
1,500mm + RF
500mm +RF
* Wireless Temperature Module is installed every three racks.
CRAC Control Kit
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Wireless
Temperature
Module
無線センサを利用することで
運用中のデータセンターでも
容易にインストール可能！
Wireless Gateways
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データセンターでの無線使用への懸念・・・
無線？
無線なんかサーバルーム
で使ったら…
ICT装置が誤作動するか
もしれないじゃないか！
データ伝送の信頼性が
低くて、制御に使えない
んじゃないの？
頻繁な電池交換は
勘弁してほしい・・・
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ICT装置の耐性とSmartDASHの放射電界
ICT装置のイミュニティを規定した各種規格とSmartDASHの放射電界の比較
※イミュニティ：電磁波に対する耐性・免疫
NEBS (GR-1089-CORE, 2009)
無線周波数電磁界 [V/m] （イミュニティレベル）
10
DASH
IEC (ITU-T K.43, 2009)
・国際規格：IEC（国際電気標準会議）
規格（ITU-T Kシリーズ）
8
NEBS（GR-1089-CORE）
IEC (800MHz - 1000MHz, 1400MHz - 2700MHz)
・米国規格：NEBS（GR-1089-CORE）
：ほとんどのICT装置が準拠
6
4
DASH放射電界
（0.065V/m）
IEC（80MHz - 800MHz）
2
0
0.01
0.1
1
10
周波数 [MHz]
100
10000
1000
2400
SmartDASHの放射電界は、ICT装置のイミュニティ規格値と桁が違う
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高信頼・低出力の通信
ゲートウェイ
増設ノード
IEEE 802.15.4 Radio
50m- 100m +
センサー
(a) 空間的多様性：
(b) 時間的多様性：
(c) 周波数的多様性：
フルメッシュネットワーク（セルフヒーリング）
通信衝突を防ぐためのスケジュール機能
チャンネルの動的な選択（チャンネルホッピング）
・データ通信の信頼性確保
・電池の長寿命化（単3リチウム電池×2本で3～4年、最大10年）
NTT
FACILITIES,
INC.
All right reserved.
Copyright
©2013 NTT
FACILITIES,
INC. All right reserved.
10
見える化機能
26
24
22
20
18
5/12
 温度分布図
5/13
5/14
5/15
5/16
5/17
 サーバ吸込温度のトレンド表示
サーバ吸込温度
温度分布図
実測温度
（上部・下部）
サーバ吸込温度
設定温度
（上部・下部）
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 サーバ吸込温度の一覧表示
（設定温度に対する高低に応じて色分け表示）
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SmartDASH導入実績と消費電力削減実績
 導入実績
 消費電力削減実績
Smart DASH制御下にある延べ空調機台数[台]
Room
200
3755
100
50
0
3,000
161
150
18
3
19
247
FY2010
FY2011
4,000
2,000
1,000
1722
0
FY2012
FY2013
25
20
空調機消費電力[MW]
CRAC
250
284
Smart DASHが導入された延べサーバ室数[室]
300
15
10
5
0
21.4
MW
15.1
MW
Baseline
Post Installation
※これまでの導入で削減した空調消費電力の合計
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主な受賞歴
Grand Prix
Japan Green Grid
Data Center Award
2012
Category : Facility Product Deployment
http://symposium.uptimeinstitute.com/geit-awards/1678-2012-geit-award-winnerfacility-product-deployment
Category: Data Center Infrastructure Management Tools
http://www.gartner.com/DisplayDocument?doc_cd=211330&ref=g_noreg
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まとめ
・SmartDASHは、SmartMeshのワイヤレスセンサを利用
することでインストールの容易性を確保し、世界の
データセンターで導入されている
・SmartMeshはデータセンターにおいても高信頼かつ
低メンテナンスで利用できる無線技術である
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