ホット・ミーツ・コールド:データセンターを冷やす壮大な対決
もしデータセンターがアクション映画だったら、ホットアイルとコールドアイルの封じ込めは、栄光を手にすることなくその日を救う、縁の下の力持ちとなるだろう。誰もがプロセッサーやメモリー、ストレージの容量にこだわる一方で、魔法はしばしば慎重に設計された空気通路で起こる。
最新鋭のサーバー・ファームは、適切な冷却なしでは高価な電気ヒーターでいっぱいの部屋になってしまう。最適化されていないサーバールームから吹き出す壁のような熱を感じたことのある者として(そして一度や二度、ピザの温め直しに使ったことがあるかもしれません)、エアフロー管理は単にあればいいというものではなく、ミッションクリティカルなものだと言えます。
二つの通路の物語
データセンターを熱の戦場と想像してみてください。一方には冷気軍団が立ちはだかり、大切な機器を冷やす準備をしています。一方、高温の排気が反乱を起こし、混ざり合って混乱を引き起こそうとします。封じ込めシステムがなければ、この2つの勢力が非効率的な熱の混乱の中で衝突し、エネルギーを浪費して機器を脅かします。
ホット/コールド・アイル・コンテインメントとは、基本的にこの戦いに要塞のような境界線を築き、それぞれの軍隊が効果的に仕事ができるように分離することである。マーベルとDCのどちらかを選ぶように、ホット・アイル・コンテインメント(HAC)とコールド・アイル・コンテインメント(CAC)のどちらかを選ばなければならない。
ホット・アイル・コンテインメントヘビー級チャンピオン
ホットアイル封じ込めは、キッチンのレンジフードのように、熱源で熱を捕らえ、熱を逃がします。ホットアイル(サーバーの排気口)を囲むことで、HACシステムは加熱された空気の高炉を封じ込め、冷たい給気と混合させることなく、冷却ユニットにまっすぐ戻します。
なぜHACはロックなのか?
快適なワークスペースの温度を実現(高価なコンピューターでデータセンターをサウナ状態にしてしまう代替案とは異なる)
高密度ラックで優れた効率を実現(1ラックあたり15kW以上、サーバー構成のフェラーリに相当)
冷却効率と耐障害性の向上(冷却に失敗した場合、メルトダウンシナリオを回避するための貴重な余分な時間を提供します。)
物理的なセットアップには、通路端の密閉ドア、高温通路の上のルーフシステム、封じ込めを完成させる垂直バリアなどが含まれる。熱を発生させるのではなく、取り込みたい熱のために温室を作るようなものだと考えてほしい。
コールド・アイル・コンテインメント軽快なチャレンジャー
冷気通路の封じ込めでは、熱気を回収する代わりに、サーバーの前面が向かい合う冷気通路を作ることで、冷気供給を保護します。残りの部屋は熱気の戻り通路となり、貴重な冷気は必要な場所にとどまります。
CACが輝く理由
一般的に、既存のデータセンターへのレトロフィットが容易である(「すべてを再構築する必要がある!」というドラマが少ない)。
一般的に導入コストが低い(財務チームがハイタッチしてくれるだろう)
従来のレイズド・フロア・クーリングとの相性は抜群(車輪を再発明する必要はない)
ASHRAEの最新プロット
米国暖房冷凍空調学会(ASHRAE)技術委員会9.9は2021年に第5版の熱ガイドラインを発表した。
主なアップデートは以下の通り:
より厳しい温度要件を持つ高密度コンピューティング用の新しい装置クラス(H1):18°C~22°C (64.4°F~71.6°F)
ガス状汚染レベルに依存する湿度ガイドラインの改訂
腐食速度をモニターするための銀と銅の "反応性クーポン "の推奨
ASHRAEは、「データセンターの冷却を理解したと思ったら、まったく新しい課題がやってきた!」と言ったようなものだ。しかし、ASHRAEの言うことは間違ってはいません。コンピューティングの密度が上がり、ハードウェアが進歩すればするほど、冷却要件もそれに合わせて進化していきます。
袖を通す:実世界での実践
データセンターで熱気と冷気を戦わせるのは最善の戦略ではないと確信しているのですね。賢い選択だ!私はあるクライアントのサーバールームに入ったことがあるが、そこでは「空気の行き先を見る」ために天井から小さな紙製の風車が吊るされていた。かわいらしいが、科学的とは言えない。
実作業で手を汚そう:
ステップ1:気流探偵になる
派手な封じ込めハードウェアを注文する前に、データセンターで何が起きているのかを理解する必要がある。ある小さな施設に熱心に封じ込め装置を設置した後、私はこの教訓を苦労して学んだ。しまった。
サーマルカメラ(プレデターがサーバーの熱シグネチャーを狩るような気分にさせてくれる)を手に、マッピングを開始する。ホットスポットはどこに隠れているのか?密かにサウナ営業をしているラックは?書類上は問題なさそうに見えても、気象学者がめまいを起こすようなパターンで熱風を再循環させているラックを見たことがある。
一番クールなのは?ヒートマップは、現代アートとして額装できるほどドラマチックに見えます。私のお気に入りは、特に混沌とした施設で、熱画像に "ダンテの地獄 "というニックネームを付けました:サーバー版 "です。財務チームは芸術的価値を認めないかもしれませんが、冷却費が空中に消えていく様子を視覚化したことは理解するでしょう。
ステップ2:デザイン&プランニング(バトルプランを描く)
特定の状況に基づいて封じ込めタイプを選択する。考えてみてください:
熱密度(ホットロッドサーバーはHAC、控えめなセットアップはCAC)
既存のインフラ(今あるもので作業する)
ご予算(どんなにクールなソリューションでも、金銭的な承認が必要なため)
数値流体力学(CFD)モデリングを実行し、気流のパターンをシミュレーションします。これは空気の動きに関する水晶玉を持つようなもので、問題が起こる前に予測することができます。
ステップ3:インストール(要塞の構築)
体を動かす時間だ!格納容器を設置する:
潜水艦の艦長が誇りに思うようなドアを取り付ける(気密性が目標)
消火設備の統合に対応できるルーフシステムの設置
熱の黙示録に備えるように、あらゆる隙間を塞ぐ
目標は、空気漏れが2%以下のシステムだ。覚えておいてほしいのは、宇宙旅行と同様、封じ込めにおいても空気漏れは大敵だということだ。
ステップ4:最適化(マシンの微調整)
封じ込めシステムが稼動したら
100%ブランキングパネルを導入する(空のラックスペースは目障りなだけでなく、効率も低下させる)
完璧主義者のようにケーブルを管理する(エアフローの障害は冷却の妨害になる)
ASHRAEガイドラインの範囲内で効率を最大化するために、冷却温度の設定値を徐々に上げる。
ROI計算機:勝利の測定
数字の話をしよう。いずれ誰かが、これだけの封じ込めに価値があったのかと問うだろうから:
導入コスト:ラックポジションあたり400~1,500ドル(HACまたはCACのどちらを採用するか、また素材がどの程度豪華かによる)
エネルギー節約:冷房費の20~40%(長期的にはゼロが多くなる)
投資回収期間:シンプルなソリューションの場合、最短6~18ヶ月
さらに、より安定した温度は機器の寿命を延ばします。これは、サーバーにヘルス・スパ・トリートメントを施すようなもので、故障が減り、サービスが長くなることに感謝することになります。
ファイター選びHAC対CACの対決
どの封じ込めシステムがあなたの愛に値するか、まだ決めかねていますか?その迷いを断ち切る、簡単な決定マトリックスがここにある:
未来は(慎重に)吹いている
封じ込めの世界は立ち止まってはいない。新たなトレンドは以下の通り:
ハイブリッド冷却アプローチ:水星の表面よりも高温になるサーバーラックには、通路の封じ込めと液冷を組み合わせる。
モジュール式の設計済み格納容器:データセンター用のレゴセットをイメージしてください。
スマート封じ込めシステム:AI主導で動的に調整可能な封じ込めシステムは、"温度スパイク "と言うよりも早く、変化する冷却ニーズに対応します。
結論
適切な通路の封じ込めは単なる効率化ではなく、本格的なデータセンター運営にとって重要な課題となりつつあります。コンピューティングの密度が高まり、持続可能性への圧力が高まるにつれ、最新のデータセンターでは、熱気と冷気の自由な混在を排除する必要があります。
HACとCACのどちらを選択するかは、それぞれの状況によって異なりますが、何らかの形で封じ込めを導入するという選択は、まったく疑問の余地がないはずです。あなたのサーバー、エネルギー代、そして地球、すべてがあなたに感謝するでしょう。
さあ、封じ込めよ!データセンターの熱の戦場が大将を待っている。
データセンターのエアフローを最適化する準備はできていますか?
サーバーの熱対策に悩む必要はありません。当社の専門チームは、機器の寿命を延ばしながら冷却コストを削減する、カスタマイズされた封じ込めソリューションを設計、実装します。
参考文献
ASHRAE TC 9.9「データ処理環境の熱ガイドライン」第5版、2021年。 ASHRAEデータコム百科事典
ANSI/TIA-942「データセンター向け通信インフラ規格」。 TechTarget定義
アップタイム・インスティテュート、「ASHRAE新ガイドラインが効率化に挑戦」、2021年。 アップタイム・インスティテュート・ブログ
エネルギースター、「ホットアイル/コールドアイルレイアウトへの移行」。 エネルギースター
DataBank、「データセンター冷却の最適化:ホットアイルとコールドアイルの封じ込めの威力」、2024年。 DataBankブログ
アップサイト・テクノロジーズ、「ホットアイル封じ込め vs. コールドアイル封じ込め:利点と課題", 2025. アップサイトブログ
氷点下エンジニアリング、"データセンターにおけるホットアイルの封じ込め" 氷点下エンジニアリング
氷点下エンジニアリング、"データセンターにおけるコールドアイルの封じ込め" 氷点下エンジニアリング
データセンター・マガジン、「ホットアイル・コンテインメント - データセンターをクールに保つ」、2022年。 データセンターマガジン
AnD Cable Management、「データセンターにおけるホットアイルとコールドアイルの封じ込め」、2024年。 AnDケーブルブログ
アップサイト・テクノロジーズ「ASHRAEの熱ガイドライン第5版について知っておくべきこと」2021年。 アップサイトブログ