省電力サーバ「ECO CENTER」ご紹介

2008年8月21日
NEC コンピュータ事業部 製品技術部
横山ITプラットフォームにおける環境配慮への取り組み
快適を実現するテクノロジー
・統合プラットフォームテクノロジー
・ヘテロジニアスマネジメントテクノロジー

・環境最適化テクノロジー

省電力ITプラットフォームへの取り組み
省電力ITプラットフォームへの取り組み

REALP
REAL IT
IT COOL
COOL PROJECTPROJECTROJECT
PROJECT•２００６年７月に発表した「REAL IT PLATFORM」ビジョンのもとで、“地球にやさしい”先進プラットフォームの開発と提供•２００７年11月、省電力を中心とした環境配慮への取り組みを加速するため、「REAL IT COOL PROJECT」を策定
2© NEC Corporation 2008

「REAL IT COOL PROJECT」とは「REAL IT PLATFORM」ビジョンのもと、お客様IT環境の省電力化を実現する技術・製品・サービスの開発・提供を推進する計画と活動

省電力プラットフォーム

省電力制御ソフトウェア

先進の省電力テクノロジーを採用したサーバ・ストレージ製品の提供。

ＩＴ機器の省電力機能を制御し電力削減を実現するソフトウェア製品の提供。

省電力ファシリティサービス
ＩＴ機器の冷却設備や電源設備などファシリティの効率運用で省電力を実現するサービスの提供。

3© NEC Corporation 2008

企業を超えたGreen ITへの取り組みも加速●グリーンIT推進協議会
２００７年２月に社団法人 電子情報技術産業協会(JEITA)とIT/エレクトロニクス関連の業界団体/企業で「グリーンIT推進協議会」を発足。ＮＥＣ代表取締役執行役社長 矢野薫も発起人として参画。２００８年５月２９日グリーンＩＴ国際シンポジウム開催し、環境調和型の社会実現のための取組みを議論。

●Climate Savers Computing Initiative
２００７年６月にインテルやグーグルが設立者となり、ＩＴ業界、一般消費者、政府、環境保護団体が一致協力してＰＣとサーバーの電力効率を大幅に高めていくことを目指したグローバルな活動を推進。
ＮＥＣは設立当初からイニシアチブへの参画を通じて、高効率電源採用や高圧直流電源の実用化などの先進の省電力テクノロジーの製品化に貢献。

●The Green Grid Association
２００７年２月に米AMD、HP、Sun Microsystems、IBMが呼びかけにより設立された非営利組織。ユーザ企業も参画しデータセンターの設計・構築・運用の最適なモデル策定、IT機の省電力化技術の標準化を推進。設立当初の米国中心の活動からグローバル活動が本格化してきたので、ＮＥＣは５月２３日よりコントリビュートメンバとして参画。ＩＴ機器やサービスの提供を通じてデータセンタの電力効率化や環境への影響抑制を推進。
4© NEC Corporation 2008

企業内データセンターの抱える課題► 高性能サーバが企業内データセンターに集中。
► 膨大なサーバ台数を抱え、冷却／電力／スペースの問題が顕在化。
物理インフラの課題の解決策

データセンターの物理インフラの課題（最も効果的と考える解決策を1つ選択）

n = 626 、複数回答

30.2%

熱だまり（ホットスポット）ありスペースあるが、電源容量不足
効率よく冷却されていない

22.2%

n = 626

冷却事業者データセンターの利用

電力

企業内データセンターの省電力化
その他

22.0%

電源容量あるが、スペース不足

21.7%

スペース、電源容量、冷却能力ともに不足

20.1%

3.2%14.2%

冷却

スペース

電力

15.3%

39.8%
27.5%

冷却

スペース

ラック内の温度を下げるため、サーバー搭載数を減らし分散設置

13.7%

高密度サーバーの導入が進み、サーバーの発熱量増加

11.2%

冷却

冷却

仮想化による 企業内データセンターのサーバ台数減 電源/空調増設

0.0%
10.0%
20.0%
30.0%
出展：IDC Japan 「2008 国内データセンターサービス市場のダイナミックス ー利用実態調査－ March, 2008, #J8540601

5© NEC Corporation 2008

事業者データセンターにおける最優先課題►ＩＴ機器の増加が著しいデータセンターの最大の課題は、電力供給量不足►特に、データセンター設備が集中する大都市圏近郊では切実な課題
35.0%（回答企業数比率％）

30.0%

電力

28.5%

冷却

事業者データセンター：n=214

25.0%
電力

20.0%

冷却

14.0%

15.0%

11.7%

10.0%

6.1%

6.1%

スペース

スペース

5.6%

5.6%

5.1%

5.0%0.0%

電供力ー
デ

6

給

不の量

足ー
タン
セ
タ

セのテ
ュリ
キー
デタ

保ィ確ーのタン
セ

受

能
電物
建不力

マ
や足ー
ルン
シのム

朽
老化

耐性
震の能

追さ
低設
加ス
置ス
ーペ

足
不の機
IT

加
増の器

用
運

担者
当の業
作

負増
荷加理
管
出典: IDC Japan、 「 2008年 国内データーセンターインフラストラクチャー調査」March 2008、#J8080601© NEC Corporation 20086

サーバの省電力化の潮流► サーバ全体消費電力の約2割を占めるCPUは、低電圧の省電力CPUを採用することで、サーバ全体の消費電力は削減可能性能（Spec_INT_Base） は２割弱減

351W
約３０％

244W
228W
200W
デュアルコア
Xeon3.0GHz

デュアルコア低電圧
Xeon2.33GHz

本データはNEC測定です。
実際の結果はお客様環境により異なります

デュアルコアXeon3.0GHz

高負荷時

待機時

＊＊＊＊

待機時

＊＊＊＊

高負荷時

＊待機時：ＯＳのみが稼動し処理要求待ちの状態

デュアルコア低電圧Xeon2.33GHz

省電力部品の採用だけでなく、データセンター設置環境への最適化を推進すれば、さらなる消費電力削減を行なうことが可能。
7© NEC Corporation 2008

省電力サーバ ECO CENTER （5/26発表）►1キャビネットに最大５１２コアのサーバリソースを搭載可能►データセンターの設置環境にあわせて省電力/省スペース/超軽量サーバ►仮想化技術と組み合わせて最適省電力運用が可能

特長②

特長①
省電力 ：

省スペース/軽量化-最新省電力テクノロジーの採用-効率89%の高効率電源採用-冷却効率アップによる冷却FAN
消費電力の削減-高密度実装設計-キャビネット全体で軽量化を実現
軽量化設計/軽量部材使用

消費電力：最大５５%削減

設置面積：５０%削減
重量特長③
仮想化を活用したプラットフォーム運用最適化-最適ハードウェア構成+仮想化を活用し電力消費効率の最小化を実現-VMware(R) ESX 3.5-Citrix XenServer Enterprise Edition（サポート予定)

8：５８%削減

Interop（6/7-9開催）”BEST OF SHOW AWARD”
2部門でグランプリ獲得
Green IT部門

ＰＣ・サーバ・ストレージ・周辺機器 部門© NEC Corporation 2008

省電力サーバ
省電力サーバ「サーバ「ECO CENTER」
CENTER」
SPECpower_ssjTM2008ベンチマーク
ベンチマーク：ベンチマーク：２Wayサーバ
Wayサーバ*1で最高性能
最高性能/性能/電力効率達成*2
ECO CENTER

1,010
DL180 G5930
Better

NF290D2910

x3450

854

2wayサーバ
サーバにおけるサーバにおける性能電力効率比比較
における性能電力効率比比較
単位：
単位： overall ssj_ops/watt

Notes
1, 2wayサーバ：１装置上に、物理的に２個のプロセッサソケットを持ち、２個のプロセッサを実装したサーバ製品
2, Type1Server Module製品１台とType1 Enclosureの組み合わせによるテスト結果：http://www.nec.co.jp/products/ecocenter
3, SPEC and the benchmark name SPECpower_ssj are trademarks of the Standard Performance Evaluation Corporation.
4, Benchmark results stated above reflect results published on http://www.spec.org as of Jul 31, 2008.
For the latest SPECpower_ssj2008 benchmark results, visit http://www.spec.org/power_ssj2008.”

9© NEC Corporation 2008

Notes1, SPEC Logo, SPEC and the benchmark name SPECpower_ssj are trademarks of the Standard Performance Evaluation Corporation.
2, Benchmark results stated above reflect results published on http://www.spec.org as of Jul 31, 2008.
For the latest SPECpower_ssj2008 benchmark results, visit http://www.spec.org/power_ssj2008

10© NEC Corporation 2008

省電力サーバ「ECO CENTER」のハードウエア概要
キャビネット

サーバモジュール

高密度 ： 容積５０％削減
軽量 ：サーバあたり１／３
ディスク搭載サーバ数 ６４台
重量５５３ｋｇ

ＣＰＵ

メモリ

電源

設置スペース：５０％削減
省電力 ： 最大５５％削減（待機時）

総重量：５８％削減
11ＦＡＮ

© NEC
© NECCorporation
Corporation
20082008

ECO CENTER 製品諸元
省電力/高密度/省スペース プラットフォーム
高密度

サーバ台数
サーバ台数

フルモデル

ハーフモデル

64サーバ
サーバ/512コア
コア
サーバ

34サーバ
サーバ/272コア
コア
サーバ

クアッドコア Intel Xeon L5420(2.5GHz) x 2 / サーバ

CPU24GB/サーバ
サーバ

Max. Mem.

最大320GB(160GBx 2台台)
最大Disk Drives
I/O(サーバサーバあたりサーバあたり)あたり

標準 I/O 1GbE x 2 + 管理LANx1
管理
拡張スロット: FC x 2 or 1GbE x 4
拡張 スロット(PCI-E)
スロット

対応OS
対応

VMware ESX 3.5,VMware ESXi 3.5*, Citrix XenServer*
Windows Server 2003 R2,Windows Server 2008 *, RedHat Enterprise Linux 5 *

電源
最大電力

省電力

筐体サイズ
筐体サイズ
重量

（6 DIMM; 2,4GB/DIMM））

AC200 - 240V x 6

AC200 - 240V x 3

17.1kW

9.1kW

W;60 D;102 H;202 cm (42U)
軽量553kg(461kg/m2)

393kg(328kg/m2 )*:対応予定12© NEC Corporation 2008

特長① 徹底した省電力の追求►低電圧ｸｱｯﾄﾞｺｱＣＰＵを採用した従来機と比較し待機時 ５５％ 、高負荷時 ２８％の省電力化を実現►通常電圧のｸｱｯﾄﾞｺｱＣＰＵを採用した従来機との比較では、
待機時 ７１％ 、高負荷時 ５２％の省電力化を実現
同一コア数での消費電力比較
消費電力
低電圧ｸｱｯﾄﾞｺｱ
ＣＰＵ同士の比較

５２%減

２８％減

通常電圧のｸｱｯﾄﾞｺｱ
ＣＰＵとの比較

７１%減

５５％減
待機時

高負荷時

従来機*1
ｸｱｯﾄﾞｺｱ低電圧
Xeon1.60GHz【測定条件】 ハードウェア環境

ソフトウェア環境

13

待機時

高負荷時

ECO CENTER
ｸｱｯﾄﾞｺｱ低電圧
Xeon2.50GHz

待機時

高負荷時

従来機*2
ｸｱｯﾄﾞｺｱ
Xeon2.66GHz*1） i120Rg-1 ：クアッドコアXeon L5310 1.60GHz×２、 メモリ12GB、DISK 2.5”SAS146.5GB×2*2） 120Rg-1 ：クアッドコアXeon X5355 2.66GHz×２、 メモリ12GB、DISK 2.5”SAS146.5GB×2
ECO CＥＮＴＥＲ ：クアッドコアXeon L5420 2.50GHz×２、 メモリ12GB、DISK 2.5”SATA160GB×2
Linux + 負荷ツール Prime95 Ver24.14© NEC Corporation 2008

ECO CENTER 省電力技術
低負荷状態から高負荷時まで広範囲で高い変換効率を維持

１）高効率電源の採用

高効率
変換効率

一般的なＰＣ/サーバ向け電源（変換効率７０～８０％）と比較し、電源内部の損失を最小限に抑え、変換効率８９％の高効率を実現した電源を採用
・出力制御の最適化
・損失の少ない部品の採用

100%
80%
60%

従来

40%
20%

出力20%

２）冷却効率最適化

40%

60%

３）省電力テクノロジーの採用
・最新の省電力クアッドコアＣＰＵ
・最新の省電力チップセット
・省電力メモリの採用
14

100%

キャビネット背面のケーブルを整理

冷却効率（風量）の改善により、冷却用電力（FAN消費電力）を削減
・サーバボード上の部品の最適配置
・遮蔽物（パネル、バックプレーンなど）が少ない構造
・ケーブル配線エリア確保により冷却風量損失を低減80%

サーバボード上の部品の配置を工夫

省電力ＣＰＵ

省電力チップセット

省電力メモリIntel®
Intel®
5100
5100
ChipsetChipset拡張版 インテル®CoreCore™
Core
マイクロアーキテクチャー© NEC Corporation 2008

Intel®
Intel®
82801IR
82801IR(ICH9R)(ICH9R)SDRAM DIMM
DDR2-667

ECO CENTER 省電力技術
高効率電源の採用
変換効率８９%の高効率電源採用
軽負荷から高負荷時まで広範囲の効率を改善
電源内部の損失を最小限に抑え、 ８９％の変換効率を実現。
・低損失スイッチング回路
・デジタル制御技術による最適制御（ピーク効率、負荷変動応答）
・主要部品（MOS-FET,ダイオード、トランス）に低損失品を積極採用
・電源部の効率的な冷却（部品温度上昇による損失を削減）

高効率

変換効率
100%
80%

ピーク効率の最大化と共に、広範囲な出力範囲で高効率を維持。 本体の消費電力削減
のみならず、空調設備の電力削減にも寄与します。

60%

従来

40%
20%

20%

40%

60%80%

100%

出力
15

© NEC Corporation 2008

ECO CENTER 省電力技術
冷却効率最適化
冷却効率（風量）の改善により、冷却用電力（FAN消費電力）を削減
風漏れ、風の回り込みを熱解析シミョレーションにより解析し、冷却の最適化を実現。
・サーバモジュール上の部品の最適配置
・遮蔽物（マスク、バックプレーンなど）が少ない構造
・ケーブル配線エリア確保により冷却風量損失を低減
熱に弱い部品を上流に配置。ＦＡＮの風量を押え下流の温度が高くなっても装置に問題が出ないように工夫した設計。

フロント

ヒートシンク、メモリの向きを直線上に並べ風の通りを改善

リア

フロント、リヤのパネルの穴（開口面積）を広げる（従来65～70%を80％％以上に高めた）ことにより吸入／排気量を増加

16© NEC Corporation 2008

ケーブル配線エリアを確保しサーバから排気される冷却風を風の流れを改善。
冷却用の風量の損失を低減。

特長②省スペース・軽量化の追求►５１２コア（６４サーバ）搭載時に、２ラック分のスペースを必要とするラックサー
バと比較して設置スペース５０％削減。
►フル搭載で５４０Ｋｇの超軽量化により総重量５８％削減。床加重５００Kg/㎡
制限ある建物でも、補強工事なしに設置可能。

ECO CENTER

1Uラックサーバ2m
ラック

32台
台 32台
台

設置スペース：サーバ２台をモジュール化

５０％削減
総重量：

５８％削減
搭載サーバ数 ６４台
必要ラック数 ２
重量約１，３５８kg(16kg×64台＋167kg×2ラック)
17© NEC Corporation 2008

高さ２m
キャビネットに３２モジュール（６４サーバ）を高密度実装

アルミ素材採用し軽量化実現。

搭載サーバ数 ６４台
必要キャビネット 1
重量５５３Ｋｇ

省スペース/軽量化技術
軽量モジュール実装方式

総重量５５３ｋｇ
５００Ｋｇ/㎡以下（６４サーバ搭載時）

高密度実装、軽量化により集積度向上

高密度実装 ２ｍラックに６４サーバを収容。
フレーム＋サーバモジュールという実装
構造により、最大６４サーバ（３２モジュール）を実装

２台のサーバを組み合わせたモジュール構造を採用し、共有部分（電源など）のスペースを削減。 １Ｕサーバと比較し、体積を５０％削減

高密度実装を実現する
サーバモジュール構造
サーバ１２サーバセットでモジュール化
高効率電源８５mm８５軽量化

サーバ２32モジュール
収容

６３５mm
６３５軽量化を実現する構造部材の最適化とアルミ材料使用軽量化と相反する剛性の低下に対して、構造解析シミュレーションを駆使することにより剛性を低下させることなく、使用部材の低減を図り軽量化を実現。

18２２５mm
２２５十分な強度保ちつつ、表面積を40％削減する構造により、構造材料を大幅削減。 アル
ミ材料の使用と相まって、１サーバあたり5Kg以下を達成! 一般ラックサーバ（約15kｇ）と比較し、１／３の軽量化を実現© NEC Corporation 2008

床加重500Kg／㎡制限のフロアでも、補強工事なしに設置可能。

特長③仮想化を活用したプラットフォーム運用最適化
省電力サーバ「ＥＣＯ ＣＥＮＴＥＲ」と仮想化・最適化運用とを組合せ、さらなる省電力を追求可能。
例1；仮想マシンの最適配置機能により負荷を平準化し、熱だまりを解消。
冷却効率アップで省電力。
業務A
仮想マシン

業務B
仮想マシン

業務C

業務A

業務D

業務C

仮想マシン

仮想マシン

仮想マシン

仮想マシン

仮想化基盤
仮想化基盤

仮想化基盤
仮想化基盤

高負荷
熱だまり発生

負荷平準化
熱だまり解消

業務D

業務E

業務B

業務E

仮想マシン

仮想マシン

仮想マシン

仮想マシン

仮想化基盤
仮想化基盤

仮想化基盤
仮想化基盤

例２；負荷に応じ、適正負荷レベルに仮想マシンを集約。
余剰サーバの電源をＯＦＦすることで省電力。
CPU使用率

適正負荷
レベル

適正負荷レベル
仮想マシン1

仮想マシン2

仮想マシン3

低負荷状態で効率悪化
仮想マシン4

仮想マシン1
仮想マシン5

仮想マシン4

仮想マシン5

仮想マシン2

仮想マシン3

仮想マシンを片寄せし適正負荷状態を作り出す

余剰サーバ
電源OFF

 on  on  on  on  on
19

 on  on  on  off© NEC Corporation 2008

 off

20

© NEC Corporation 2008