一般社団法人 電子情報技術産業協会

Japan Electronics and Information Technology Industries Association

IT機器のトレンド、エネルギー効率の現状と今後
ー サーバの市場動向と省エネへの取組み ー
２０１６年７月４日

一般社団法人電子情報技術産業協会
プラットフォームグリーンIT専門委員会

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本日の発表
Ⅰ．ITプラットフォーム事業委員会の活動
Ⅱ．サーバの消費電力の動向

Ⅲ．サーバの省エネ化取組み事例－ 2 －2016.7.4 JEITA ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑｸﾞﾘｰﾝIT専門事業委員会

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Ⅰ. ITプラットフォーム事業委員会の活動

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ITプラットフォーム事業委員会の活動内容□ サーバ、ワークステーションおよびネットワークストレージに加え、今後のクラウド環境をプラットフォーム側（IaaS層側）から調査・研究・啓蒙活動を実施□具体的な活動
１．出荷実績の算出・公表および 出荷予測の公表
２．市場／技術動向調査
例： データセンタ、インターネット関連のサービス提供事業等のIaaSのレイヤで使用されるITプラットフォームの利用動向、大規模サーバ／ストレージの技術動向等について調査を実施、さらにグリーンIT/省エネへの取り組み状況調査 等
例： ビッグデータに対して、今後の中期的データ量の伸びを予想し、必要なコンピューティングパワー、ストレージ容量等の試算を実施 等

３．啓蒙活動ホームページ開設： http://home.jeita.or.jp/cgi-bin/about/detail.cgi?ca=1&ca2=142－ 4 －2016.7.4 JEITA ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑｸﾞﾘｰﾝIT専門事業委員会

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ITプラットフォーム事業委員会 構成
情報政策委員会

JEITA

情報ｼｽﾃﾑ・ﾃﾞｨｽﾗﾌﾟﾞﾃｨﾌﾞ技術調査委員会
情報ｼｽﾃﾑ標準化委員会

ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ先進技術WG

ｿﾌﾄｳｪｱ事業委員会

情報産業社会システム部会

ｿﾘｭｰｼｮﾝｻｰﾋﾞｽ事業委員会

ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ市場専門委員会

ITﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ事業委員会

ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ企画専門委員会

情報端末事業委員会

ﾈｯﾄﾜｰｸｽﾄﾚｰｼﾞWG

産業ｼｽﾃﾑ事業委員会

ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑｸﾞﾘｰﾝIT専門委員会

社会ｼｽﾃﾑ事業委員会
ITS事業委員会

サーバ省エネWG

ヘルスケアインダストリ事業委員会
ＣＥ部会

パーソナルコンピュータ事業委員会－ 5 －2016.7.4 JEITA ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑｸﾞﾘｰﾝIT専門事業委員会

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ITプラットフォーム事業委員会の構成【委員会参画会社】（順不同）
インテル（株）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）日本ヒューレット・パッカード（株）（株）日立製作所
三菱電機（株）

富士通（株）（注）インテル（株）、日本ヒューレット・パッカード（株）は、サーバ出荷統計には参加していない。
レノボ：ジャパン（株）は、委員会には参加頂いていないが、サーバ出荷統計は提供頂いている。

－ 6 －2016.7.4 JEITA ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑｸﾞﾘｰﾝIT専門事業委員会

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Ⅱ. サーバの消費電力の動向

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サーバ年間総消費電力量の推移
サーバの年間総消費電力推計/予測（2001年度-2018年度）
年度

010203040506

070809101112131415

総電力量（億KWh）

36

44

47

53

61

69

72

72

69

68

65

62

61

63

64

稼動台数（万台）

164

180

197

217

241

261

278

291

296

297

295

289

288

285

283

1415

国内サーバ年間総電力量（推計／推移）
2008年度

80総電力量（億KWh） ＿70
60
5040
2008年度
291万台
72億KWh
1台当り年間2,488KWh

3020

2015年度
283万台
64億KWh
１台当り年間2,263KWh

10001

02030405

0607080910111213

年度

－ 8 －

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IAサーバ定格電力の推移
国内サーバ年間総電力量（推計／推移） ＆ IAサーバ定格電力推移
IAサーバ定格電力（W)

総電力量（億KWh）

２００７年当時の予測

120

1200

2008年7月
洞爺湖ｻﾐｯﾄ

1000

１Uｻｰﾊﾞ

80

800

60

40600
327

411
359

410

406

330

371

351
288354358

326364

370

400

230

20

200

0001

02030405

060708

IAサーバ定格電力（W)

総電力量（億KWh） ＿

100

09

101112131415

年度
－ 9 －

2016.7.4 JEITA ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑｸﾞﾘｰﾝIT専門事業委員会

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定格電力上昇理由（Ⅰ） ＜IAサーバ出荷統計＞
IAサーバの平均単価が上昇している。
JEITA サーバ出荷統計

単位：台・百万円
400,000
350,000

0.62
台数

250,000

金額

150,000

0.62

0(400,000)(340,889)(321,678)(308,680)(314,142)

211,021

211,818

222,854

86,25790,30070,98585,721

34,867
平成２４年度

198,655

92,803100,000
50,0000.71

単価

300,000

200,000

0.69

100万円以上(300,000)

86,493(200,000)

82,590103,125(100,000)

39,04338,92833,236

平成２５年度

平成２６年度

平成２７年度

50～100万円未満－ 10 －～50万円未満(0)台数

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定格電力上昇理由（Ⅱ） ＜仮想化取組みとサーバ単価の関係＞
仮想化の取組みに比例して、サーバ単価もアップしている。
仮想化IAｻｰﾊﾞ単価

80%

900
64%

68%

58%

60%

仮想化取組率

64%

800

42%
36%

40%

28%
20%

621

686
614

618

709

619

700

600

IAサーバ単価（千円）

592

0%

500
'09年度 '10年度 '11年度 '12年度 '13年度 '14年度 '15年度(N=387) (N=308) (N=248) (N=115) (N=185) (N=187) (N=177)（注）JEITA 「ITﾕｰｻﾞﾄﾚﾝﾄﾞ2016／ﾋﾞｯｸﾞﾃﾞｰﾀ・ｸﾗｳﾄﾞ取組み動向調査」（ IS-16-情シ-1）より－ 11 －

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定格電力上昇理由（Ⅲ） ＜仮想化システムに望まれるサーバ＞
「高機能なラック型サーバ」 （メモリが大量搭載できるサーバ）が望まれている。
（MA）'15年度(N=121)'14年度(N=120)'13年度(N=116)

高機能なラック型サーバ

38%
36%
31%

ブレード型サーバ

'15年度(N=49)'13年度(N=38)

88%
83%
90%

メモリが大量に搭載できるサーバ
35%
36%

39%
多重ネットワークが構築できるサーバ

12%
12%
10%

垂直統合型システム'14年度(N=42)

42%

22%
24%
24%

単機能なラック型サーバ

その他＜高機能サーバに求める機能＞ (MA)

55%
32%

3%
3%
3%

（注）JEITA 「ITﾕｰｻﾞﾄﾚﾝﾄﾞ2016／ﾋﾞｯｸﾞﾃﾞｰﾀ・ｸﾗｳﾄﾞ取組み動向調査」（ IS-16-情シ-1）より－ 12 －

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サーバにおける稼動OSの割合

2015年度購入サーバ（物理サーバ）における仮想化用途の割合と、そのサーバ上で動く仮想OSの割合から、購入サーバと稼動OSの割合を試算。
2015度購入された物理サーバに対して、2.1倍のOS（稼動システム）が動いているとの推計結果を得た。 常に2倍程度となっている。

＜2015年度購入した物理サーバにおける仮想サーバ稼動割合＞

メインフレーム/オフコン
UNIXサーバ
IAサーバ(Linux)
IAサーバ(Windows)
合計（Ｎ＝ 15）（Ｎ＝ 28）（Ｎ＝ 37）（Ｎ＝141）'15年度
仮想 稼動OS総台数 物理台数に対する購入台数
仮想化用途 仮想化用途 物理１台当り サーバ数 （物理＋仮想） 実効OS稼動台数（物理台数）
台数
利用率
仮想OS数
A
B
C=B/A
D
E=B×D
F=(A-B)+E
G=F/A
27台
7台
26%
5.0
35台
55台
2.0倍
249台
146台
59%
3.3
482台
585台
2.3倍
615台
430台
70%
2.7 1,161台
1,346台2.2倍
1,466台
570台
39%
3.7 2,109台3,005台
2.0倍
2,357台3,787台
4,991台2.1倍
2014年度調査
2013年度調査
2012年度調査

2.8倍
2.1倍
2.0倍

（注）JEITA 「ITﾕｰｻﾞﾄﾚﾝﾄﾞ2016／ﾋﾞｯｸﾞﾃﾞｰﾀ・ｸﾗｳﾄﾞ取組み動向調査」（ IS-16-情シ-1）より－ 13 －

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１システム当りの電力量は大幅に削減されている？
（１） 出荷されているIAサーバの定格電力は上昇している。
（２） 仮想化導入のために、高機能なサーバが採用されている。
（３） 仮想化により、物理出荷台数の約２倍のシステム稼動と推定される。
IAサーバ１台当りの定格電力 ３７０W↓
１システム当りの定格電力

３７０W÷２ ＝ １８５W 相当？

－ 14 －

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Ⅲ. サーバの省エネ化取組み事例

NEC ：Expressサーバにおける高温対応について
富士通：省電力化にむけた取り組み
HPE ：サーバー省エネの仕組み

Expressサーバにおける高温対応について
2016年7月4日
日本電気株式会社

40℃高温対応プラットフォームによる省電力化
Express5800シリーズでは耐環境温度40℃以上※を実現！
高温環境下でも安定的な稼働が可能です※T110h/T110h-S/R110h-1は45℃対応となります

平均的な 「オフィスビル」
における用途別電力消費比率
エレベータ
５％
その他
７％

ＯＡ機器
１６％

空調
４８％

オフィスの電力消費の約半分が「空調利用」
空調電力の節電が重要に（出典：資源エネルギー庁推計）

一方で、フロア内には温度差があり、フロアの隅などには空気が滞留して熱だまりになり易く、サーバ稼働に支障をきたす場合があります。

© NEC Corporation 2016

現行モデル
T110h-S 筐体内部

細かな部材選定やレイアウトの工夫により直線的なエアフローを実現！
40℃環境でも安定して稼働します。

照明
２４％

17

NECは高温環境でも安定稼働の40℃対応サーバをご用意。
お客様の節電対策を支援します！

－ 17 －

こだわり設計（タワーサーバ）
マザーボードレベルまで設計／開発を自社で実施している強みを活かし、細かな部材選定やレイアウトを工夫することで冷却効率を向上させています。
従来モデル（Express5800/T110a-S）

現行モデル（Express5800/T110h-S）

直線的なエアフローを実現させるため、mATXサイズのマザーボードでメモリのレイアウト位置を変更。

空気の流れ

空気の流れ

空気の流れ
空気の流れ

高密度VRの採用に加え、サイズを大きくした
ヒートシンク取付のためCPU周辺部材のレイアウトとファンの構造を最適化

ファンの最適配置で外気の取り込みを促すことで、効率的な排熱処理を実施。加えて、設置場所の温度、負荷を総合的に判断して冷却ファンの風量を最適化する独自の動的ファン制御技術を採用。
→サーバ本体の省電力化・静音稼働を実現
18© NEC Corporation 2016

－ 18 －

装置背面にある高発熱部材のVR

ヒートシンクに隠れたVRに対し最適な角度でFAN配置し排熱T110h-S VR冷却

こだわり設計（ラックサーバ）
緻密な冷却シミュレーションや動作検証を繰り返し、部材選定やレイアウトを最適化▌ CPUの発熱量が大きく、拡張性が高い2Wayサーバで40℃対応が可能▌ 効率的な放熱でファンの回転数を低減し、装置自体の消費電力も最大約20%削減
現行モデル(R120g-1M)

従来モデル(120Rh-1)
ポイント②
ポイント①
電源をCPUから加熱された電源をCPUで加熱された空気と冷却空気の流れ方向に重ならない位置に搭載すること重ならない位置に搭載すること
でフレッシュエアーを供給でフレッシュエアーを供給
電源
電源
ユニットユニット

電源装置の最適配置（NEC特許出願中技術）

電源ユニット

電源
ユニット

ポイント②
電源を互いに離して配置することで効率的に放熱

新ヒートシンクメモリ

CPU

CPUメモリ
メモリ

CPU

メモリ メモリ

CPU

メモリ

ポイント④
温度の低い場所に発熱量の多いバッテリバックアップ
ユニット専用エリアを設置

従来のヒートシンク

ポイント③
CPUをより強力に冷却する
従来のヒートシンク
大型ヒートシンクを採用
空気の流れ
冷たい空気
暖かい空気

19© NEC Corporation 2016

－ 19 －

40℃高温対応プラットフォームのラインナップ
幅広いラインナップで40℃対応をご用意し、省電力をサポート
ブレード型
SIGMABLADE
Express5800シリーズ

iStorageMシリーズ
動作温度（５℃～４０℃）

動作温度（１０℃～４０℃）※一部製品は（10℃～35℃及び5℃～45℃）

B120f

タワー型

ラック型

タワーサーバECO CENTER

iStorageNSシリーズ
動作温度（１０℃～４０℃）

E120g-M

UNIVERGE IXシリーズ
動作温度（０℃～４０℃）※一部製品は（０℃～４５℃）

ラックサーバ
T120g

T110h

T110h-S

Ｇモデル

UNIVERGE QXシリーズ

R140f-4

動作温度（０℃～４５℃）

UNIVERGE8800シリーズ

R120g-2M
R120g-2E

動作温度（０℃～５０℃）※一部製品は（０℃～４０℃/４５℃）

R120g-1M
R120g-1E
GT110g
R110h-1*: 一部構成を限定する製品が含まれます。
*：一部モデルでは、条件付で最大45度まで対応可能なモデルがあります。
20© NEC Corporation 2016－ 20 －※一部製品は（０℃～５０℃）

省電力化にむけた取り組み(x86サーバ)

2016年7月4日
富士通株式会社

PRIMERGY CX400 水冷サーバ
サーバ消費電力と冷却設備を削減し、データセンター全体の運用コストを最適化
 冷却水が入ったポンプでCPU、メモリを直接冷却 温水外気冷却技術により、冷却設備を削減し、設備コスト ▲33%、設備消費電力 ▲47%
PRIMERGY CX400

サーバ内蔵
冷却ポンプ

ラックCDU

冷却チューブ－ 22 －

サーバから排出された温水を外気で冷却ヒューレット・パッカード
エンタープライズ (HPE)

サーバー省エネの仕組
2016年7月4日
日本ヒューレット・パッカード株式会社
注 ヒューレット・パッカードは2015年11月にヒューレット・パッカード エンタープライズ(HPE法人向け事業)とHP Inc.(HP PCプリンタ事業) に分社しました。

事例1 HPE Proliant Gen 9
従来品(Gen8)比30％省エネ 40-45℃ (ASHRAE A3,A4)対応※
HPE 3D Sea ofSensors(センサーの海)

電力消費を最適化する
ツール

HPE Flexible Slot
パワーサプライ– サーバー内の3D温度情報を元に、冷却が必要なコンポーネントのみに送風 ファン用の電力を節約– HPE Power Regulator
for Proliant
CPU周波数と電圧を自動的に調整•

従来比25%省スペース• 94%の高変換効率– Dynamic Power Capping
Power Regulatorの機能により、サーバーがあらかじめ設定した電力使用量を超えないよう自動調整
ハードウェアベースのため、消費電力の急増に速やかに対応•ProLiant DL360 andDL380 Gen9にて採用

出典 Technical white paper“Technologies in HP ProLiant Gen9 rack and tower servers”※構成に条件があります－ 24 －

事例2 常温水冷スパコン HPE Apollo 8000 System
ThermalBus Bar内蔵

ヒート・パイプ
ヒート・パイプが熱を側面に集約

HPE ProLiant XL730f(2x2Pサーバー)

Thermal Bus Bar 内部
のみ、冷却水が循環

特許取得の「安心水冷」技術• サーバー内でヒート・パイプが熱を回収、ヒート・パイプを常温水冷(入水温25℃～)• サーバー内への水循環は皆無• 空冷と比較し30%の性能向上および利用 エネル
ギーの28%削減

事例

事例
HIKARI• HIKARI (Texas Advanced
Computing Center、NEDO、NTTファシリティーズ協業)
直流380V、250KWの太陽光を利用予定• 米国再生可能エネルギー研究所(NREL) サーバーの熱を設備の空調へ再利用－ 25 －

事例3 モバイル機器用の低消費電力プロセッサを活用
カートリッジ型サーバー HPE Moonshot
従来比90％省スペース
1 シャーシあたり45 枚のカートリッジ＝ 1 シャーシあたり180 ノードAMD Opteron™

X2150 APU

APU
SS
D

4core CPU + GPUを各ノードに搭載
32 GB / 64 GB
SSD
を各ノードに搭載

1324

123

• スマートフォン向け低消費電力プロセッサ（Systems onChip, SoC)を採用し、従来比65％省エネ
48 GB ECC メモリ
を各ノードに搭載(背面)例 Hosted Desktop Infrastructure 用途
HPE ProLiant m700 サーバー カートリッジ
1カートリッジあたり4名分のデスクトップ環境を占有－ 26 －19cm• Software Defined Server
使用目的に最適化されたハードウェア(Web、ビッグデータ、デスクトップ仮想化等)• リソースを共有
シャーシにて電源や冷却などを共有

事例4 コンピュータの構造を覆す次世代コンピュータ
The Machine (HPE 研究所)
• 過去60年間変わることのなかったコンピュータの基本構造を覆す、次世代のコンピュータ

SoC

フォトニクス

特定のタスクに最適化された The Machine内のプロセッサ
光ケーブルを通じ、光子でプロセッサとユニバーサルメモリにアクセス

ユニバーサルメモリ
メモリとHDD/SSDを大容量のメモリに統合－ 27 －• フォトニクス
銅線内を電子で情報伝達するのではなく、光ケーブ
ルと光子ににより、高速かつ省エネでプロセッサ・メモリにアクセス• CPUではなくユニバーサルメモリを中心とした設計• IoTによるデータ爆発の時代を踏まえ、HPEは2020年までに分散メッシュコンピューティングが主流になると予測一般社団法人 電子情報技術産業協会

Japan Electronics and Information Technology Industries Association－ 28 －

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