データ・ストレージの効率を改善し、二酸化炭素排出量を削減しようとする企業は、まず施設やオフィスの電力利用に目を向けることが多いです。しかし、消費電力を削減するために IT 部門だけでできることはたくさんあります。IT 部門における 1 キロワットの節約は、施設の電力使用量に換算すると数キロワットの節約につながります。
電力利用がデータセンターにおける最大の経常コストである場合、IT 担当者はどのようなプロセス、ソフトウェア、ハードウェアを選択すれば、利用率を向上させ、運用レベルで効率化を図ることができるでしょうか。
データセンターで電力を使用するもの
まず、データセンターで実際に電力が使われているもの、つまり IT の心臓部について見ていきましょう。データセンターは、米国で電力の約 1.8% を消費しており、これには次のような多くのコンポーネントが含まれます。
- サーバー：プロセッサとメモリの高速化により電力使用量が増加しています。
- アクセラレータ：より大きく、より高温になっています。最高級のアクセラレータ・カードは、1 台あたり数百ワットの電力を使用します。
- ネットワーク・スイッチ：ネットワーク速度が上がるにつれて電力消費が増大します。
- ストレージ：最近まで主にハードディスク・ドライブ（HDD）によって提供されていました。
- 冷却：これらのコンポーネントの増大する電力需要を分散するために使用されます。
これらは、データセンターで最も電力を消費します。データセンターで 1 ワットの電力を使用するごとに、同量の熱が発生し、その熱をデータセンターの外に移動させる必要があります。データセンターの空調は、一般的な家庭の HVAC ユニットよりもはるかに複雑です。このような特殊なシステムには、冷却塔、冷凍機、水ポンプ、室内機などが含まれることが多く、全て複雑なシステムを通じて相互に作用し合っています（そして、それ自体もかなりの電力を消費しています）。
データセンターの効率は、電力使用効率（PUE）で測定されます。PUE は、施設の総電力を IT 機器の電力で割る式を使用して計算されます。
データセンターにおける電力使用量の測定方法
データセンターの効率は、グリーン・グリッドが作成した指標である電力使用効率（PUE）によって測定できます。PUE はこのように計算され、比率として表されます。1.0 に近いほど優れています。
データセンターへの総電力 / IT 機器の運用に使用される電力 = PUE
PUE は、照明や冷却など、IT インフラが使用する電力に加えて、どれだけの電力が消費されているかを判断するのに役立ちます。平均的なデータセンターの PUE は、2020 年頃から 1.58 でしたが、1.2〜1.4 など、PUE を低くすることができるのは新しいデータセンターだけです。
効率的な IT インフラが、単なるエネルギー・コスト以上のコスト削減を実現 >>
データセンターの冷却システムの仕組み
通常、データセンターの電源はオフになりません。特に、主要なインフラが依存しているデータセンターはそうです。
ガートナー・グループによると、ストレージ・インフラは、データセンターのエネルギー消費量の 20～25% を占めていますが、2023 年には 40% にまで増加すると予測されています。
電源は 24 時間オンにする必要があり、一定の熱源が生成されます。そのためには、IT 機器を熱的に制御するための耐久性、信頼性、強力な冷却システムが必要です。これは、人体よりも温度の変動に敏感です。最適な温度を維持し、コンポーネント間の相互作用を慎重に設計するには、スマートで効率的で正確な技術が必要です。
データセンターの冷却システムには、次のようなものがあります。
- 開放型空冷システム
- 密閉型空冷システム（ホット・アイルまたはコールド・アイル・コンテインメントとも呼ばれます）
- 直接液冷システム
- 浸漬冷却システム
これらは、通常、各データセンターの仕様を満たす構成／冷却戦略で展開されます。
IT 部門がデータセンターの電力消費を削減する方法
データセンターは常に IT のニーズに依存します。その逆も同様です。その結果、IT 効率の向上から始めれば、IT チームは根本的な問題に対処できます。
データセンターは、総運用効率（TOE）を向上させるために、PUE を改善するだけでなく、電力効率の高い IT 製品を備えたより効率的な IT アーキテクチャを必要とし、スペース、電力、冷却の必要性も低減します。TOE は、最新の冷却や LED 照明などの低負荷の成果で対処されているため、さらなる利益を得るために、IT 部門はより効率的なインフラを検討する必要があります。
戦略には次のようなものがあります。
- 監視と AI 最適化により、各デバイスが使用している電力を可視化
監視は、さまざまなデバイスでどれだけの電力が消費されるかを示すことができます。ほとんどのベンダーは、非常に正確な数値をここで提供できます。
Pure1 は、ストレージ管理者に、データセンターの効率と炭素排出量を追跡するツールを提供します。Pure1 には、データセンター内の現在の炭素排出量を表示する監視機能を備えたダッシュボードがあります。
- ディスクからフラッシュへの移行
ディスク・システムは、データ・ストレージの電力利用の最大の源の 1 つです。
電力利用率が低下する分野は、ストレージ技術です。フラッシュのおかげです。ストレージは、業界として、データセンターの電力消費を削減し、性能、密度、効率性を向上させる機会を持つ数少ないテクノロジーの 1 つです。
従来、この移行は、特にハイパースケーラ・データセンターにおいて、消費者向けデバイスと比較して遅かったものの、現在では進んでいます。新世代のフラッシュは、回転ディスクよりもテラバイトあたりはるかに効率的です。また、ピュア・ストレージとピュア・ストレージの高効率の DirectFlash テクノロジーほど優れた性能を提供するストレージ・ベンダーは他にありません。DirectFlash は、フラッシュ・メディア管理に対するシステム・レベルのアプローチであり、ドライブ・レベルのアプローチではありません。
ピュア・ストレージは、FlashArray//XL により、不揮発性 RAM を内蔵した DirectFlash モジュールを発表しました。メイン・アレイ・シャーシから NVRAM 専用スロットを取り除くことで、ラックスペース要件を削減します。また、FlashArray//XL の大型 5U シャーシは、ファンとエアフローのためのスペースを増やし、冷却効率を向上させます。
- 階層型バンカー・アーキテクチャ
最も有用なアプローチの 1 つは、階層型バックアップ・アーキテクチャです。これにより、ホット、ウォーム、コールドのデータ・スナップショットを分離できます。データのみのバンカーは、すぐに使用する必要がない大量のデータを安全に保存できます。
ピュア・ストレージで構築できる階層型バンカー・アーキテクチャの例については、こちらの記事をご覧ください。>>
- アプリケーションや分析のワークロードにデータ削減を適用
冗長なデータが必要になることもありますが、データセンターのリソースの無駄にもなり得ます。また、IT 部門が、どのようなデータを保存しているのか、なぜ保存するのかを効率的に把握できない場合、データセンターも効率的に機能しません。IDC Global DataSphere Forecast によると、2025 年までにストレージ・データの約 60% が「コールドデータ 」と呼ばれる非アクティブなコールドデータになるとされています。より効率的なストレージ方法を見つけることで、データセンターの負荷を軽減できます。
データ削減ソフトウェア、圧縮、重複排除が TCO と経済性にどのように役立つかを理解できます。しかし、効率にも影響します。アプリケーション自体と、特定のアプリケーションに必要なエネルギー量の観点から考えると、それを減らすためにできることが多ければ多いほど、設置する機器が少なくなり、効率が向上します。プロアクティブな重複排除により、ストレージ・システムだけでなく、ストレージ・アレイを取り巻くシステムにおいても、電子廃棄物を大幅に削減できます。
データ保持と削除ポリシーを見直し、保存内容が必要かつコンプライアンスに適合していることを確認 >>
- ストレージのフットプリントを縮小し、ラックの冷却を改善
エンタープライズにおけるストレージの床面積と電力使用量の増加は、主にデータの増加とエネルギー・コストの増加という 2 つの要因によって予測されます。
企業は、COTS（コモディティ・オフ・ザ・シェルフ）ディスク・デバイスをストレージ・インフラに追加し続けるだけで、時間が経過してもフロア・スペースや消費電力の予算内に収め続けることはできません。ラックの設計や、設置面積が小さく、冷却要件の少ないストレージ機器の活用は、冷却システムの負担を軽減します。
また、ストレージ・システムの密度を向上させることも影響します。ピュア・ストレージの DirectFlash モジュールの密度は、所定の性能と容量要件を満たすためにはるかに少ないデバイスを必要とするため、インフラ（コントローラ、エンクロージャ、ファン、電源、ケーブル、スイッチなど）のサポートが大幅に少なくなります。高密度ストレージ・インフラへの移行は、圧縮や重複排除などのデータ削減技術の使用と、過剰な保存データを見つけて除去するためのより効果的な戦略を組み合わせることで、取得コストとエネルギーとフロア・スペースの消費を大幅に削減できます。
FlashBlade//S は、企業が新たな環境への影響と持続可能性の目標を達成できるよう、1 ワットあたりの使用可能な容量、1 ワットあたりのスループット、ラック単位あたりの使用可能な容量など、主要な性能、スペース、電力の指標に関して最も効率的な結果を提供します。
「ピュア・ストレージは、競合他社の 3 倍、4 倍、5 倍、時には 10 倍の高密度のシステムを構築しています。ペタバイト相当のストレージを、それを取り巻く他の 5 分の 1 の容量で提供できれば、そのシステムははるかに効率的になります。」 – ピュア・ストレージ CTO ロブ・リー
データセンターの電力利用を最新のストレージがどのように相殺できるかについて詳しく見る >>
- 炭素排出量や ESG イニシアチブを監視・報告するベンダーとも連携
IT サプライチェーンは、設計、納品、効率性に基づいて選択できる多くのベンダーやパートナーで構成されています。したがって、IT サプライチェーンは、信頼しているベンダーやパートナーがどれだけ環境に配慮しているかにかかっているということです。
ピュア・ストレージの FlashArray は、競合するオールフラッシュ・システムと比較して、エネルギー使用量を最大 80% 削減します。これは、回転ディスクと比較してさらに顕著です。ストレージ技術を再考することは、二酸化炭素排出量を削減し、ESG イニシアチブを達成するための優れた方法です。
ピュア・ストレージがサステナビリティ目標の達成を支援するために、パートナーとどのように協力しているかを解説します。>>
ピュア・ストレージで IT の効率性を向上
ピュアの CTO であるロブ・リーは、「QLC とそれ以降の DirectFlash で行っていることは、業界では誰も実現できないような大量の効率化を未加工メディアから引き出すことです」と述べています。最新のストレージは、データセンターの電力利用を相殺することが証明されていますが、それだけではありません。ピュア・ストレージのポートフォリオは、ストレージを変革し、上記の全ての戦略にシームレスに対応する機能と性能を備えています。以下の方法をご紹介します。
- DirectFlash テクノロジーは、フラッシュによる比類のない密度と効率性を提供し、大幅なエネルギー削減を促進します。わずか 3 台のラックユニットで、FlashArray は 1.3 PB 以上の実効容量を提供します。
- フラッシュ専用ソフトウェアは、より信頼性の高い製品とより長いサービス寿命を提供し、電子廃棄物を大幅に削減します。
- 常時オンのデータ削減は、ストレージ効率をさらに向上させ、性能を損なうことなく、効果的なエネルギー使用量を削減します。
- 性能とシンプルさにより、IT 環境の統合、ストレージ全体の設置面積の削減、利用率と再利用率の向上が可能になります。
ピュア・ストレージの製品がどのように IT 部門や組織全体の環境効率の向上に貢献しているか、詳しくはこちらをご覧ください。
