導入事例： - OSIsoft

導入事例：
データセンターでのエネルギー利用効率の改善
技術を追求し、技術に依存し続ける今日、データセンターは極めて
室効果ガス算定排出量等の報告用データも統合して扱うことができ
重要なインフラとなってきています。この傾向は特にリアルタイムの
ます。データが1つのユニバーサルなプラットフォームに整理されるこ
データ分析と常時稼働が必須となる政府機関、eコマースプロバイ
とで、施設管理者はデータセンター運用のすべての重要な要素につ
ダー、教育機関などにおいて顕著です。計算能力の増大と電力価
いて優先順位づけできるとともに、その価値を金額に換算して把握で
格の変動によるデータセンターの運用コスト上昇に加え、効率性
きるようになります。PI Systemが提供するのは、「value now and value
の改善と環境への影響の低減を求める行政の圧力も増している
over time（今、価値を生み出し、そして時を経るごとに価値を生み出
現在［4ページ「連邦規制」参照］、今日はデータセンターを最先端
し続けるもの）」であると、OSIsoft米国公共部門営業担当副社長の
の運用管理戦略として活用する好機といえます。
Steve Sarneckiは述べます。「我々にできることは、多くのシステムから
なるシステムのコストの削減による増収の可能性を見出すことだけで
OSIsoftのPI System™ は、様々なセンサーやサーバーからデータ
はありません。そのベースラインを形成できるのです。」
を収集してデータセンターのオペレーションを同期させて効率を
高め、計画を改善し、ITおよび施設コストを低減するユニバーサ
このケーススタディでは、データセンター管理の継続的改善事例に
ルな「翻訳機」となります。公的機関・民間企業にかかわらず、どち
ついて紹介します。これから紹介する3つの事例は、それぞれeBay
らについてもPI Systemは高性能なアプリケーションとともに、広汎
社、Lawrence Livermore国立研究所、Weill Cornell医科大学におけ
なシステムの一部となり、エネルギー使用、空調、冷房、水使用、湿
るプロジェクトで、PI Systemがそれらに見合った形で重要インフラに
度などのデータを追跡し、さらには再生可能エネルギーおよび温
対する洗練されたソリューションを提供した特徴的な例です。
eBay社
eコマース業界をリードするeBay.comは、2012年12月、登録ユー
mental Design）ゴールド認証［本ページ下の囲み記事「Skanska社
ザーが4億人を超えるという大きな節目を迎えました。年末時点
のMission Critical」参照］の取得を前提に建設され、リサイクル建
のデータによると、eBay.comでは、自動車部品が毎秒、車両が毎
材や自然冷房、施設の水冷機用の雨水貯留といった、サステナビリ
分、レトロなサングラスが2分ごとというペースで取引が行われて
ティーに配慮した機能を備えています。
います。その重要な技術インフラについて、eBay社のグローバル
ファウンデーションサービス担当副社長であるDean Nelson氏は、
eBay社の上級エンジニアであるJeremy Rodriguez氏によると、同社
「eBayの収益基盤は、データセンターです。」と言います。
がデータセンターにおいて収集対象としていた50万件以上のデー
タストリームを管理できる唯一のスケーラブルなソフトウェアとして
eBay社は2010年に、ユタ州サウスジョーダンで新たな主力デー
PI Systemが採用されました。ビジネス面では、技術インフラを32%も
タセンターの運用を開始しました。このデータセンターでは、同
成長させながら、電力使用量を低減し、トランザクションごとのエネル
社のビジネスユニットであるMarketplaces、PayPal、GSIのための
ギーコストを抑えるというeBayの取り組みが成功したのは、リアルタイ
インフラの3分の1以上を担っています。この拠点は、米国グリー
ムデータの活用による功績が極めて大きかったと言えます。
ンビルディング協会のLEED（Leadership in Energy & Environ-
Skanska社のMission Critical Center of Excellence
Skanska社のMission Critical Center of Excellence（ミッションクリティカ
ルのセンターオブエクセレンス）こそがeBay社の主力データセンターに
米国グリーンビルディング協会の建物環境認証システムLEEDゴールド
認証を取得の立役者でした。彼らは優れた技術と確かな専門知識を持
つ機械技師、電気技師、そして評価担当者らにより構成され、繊細な
施設の無休のオペレーションをサポートします。
2009年、Skanska社は、データセンター事業においてにPI Systemを展
開するOSIsoftとの戦略的パートナーシップを発表しました。このパート
ナーシップでは、「エネルギー、水、インフラ効率」、「効率的な設計と
開発コストの低減を促進するフィードバックループ形成」、「データセン
ターの信頼性向上」の3領域に焦点が当てられました。eBayプロジェクト
はSkanska社とOSIsoftが「市場参入へ向けてのコンセプトを示した」プロ
ジェクトであったとSkanska社副社長のJohn Coster氏は述べています。
両社は、リアルタイムデータと蓄積された過去のデータの両方を受け取
り、そこから傾向を見出してパフォーマンス予測を行いました。そして、
効率を最大化するためのシステムが導入されました。「システムを完璧
に構築したとしても、データを適切に管理しなければ機会を逃してしま
うことになります」とCoster氏は続けます。「PI Systemは、このギャップを
埋めるツールなのです。」
PI Systemのデータによって、Skanska社は、確実なコスト削減をもたら
す革新的なモジュール型データセンターソリューションを開発しまし
た。Skanska社によると、米国のデータセンターが毎年使用する水は、
約3,880億リットルにのぼり、これはオリンピックで利用されるプール1億
5,500万杯分に相当します。また、エネルギー使用は、272ギガワット時
で、4,400万戸に電力を供給できるほどの量です。米国内のデータセン
ターがすべてSkanska社のモジュール型ソリューションを採用した場合、
使用される水はオリンピックプール3,100万個分、エネルギーは2,700万
戸分に抑えることができると考えられます。また、二酸化炭素排出量も
年間67兆トン低減されます。
これまで、eBay社、Royal Bank of Canada、TELUS Communications社、
IBM社、Goldman Sachs社、AT&T社、Verizon社といった顧客が、
Skanska社とともに、新しいデータセンターの建設や既存施設の改修、
アップグレード、拡張に取り組んできました。
電気系統と機械系統からの環境、ITおよび施設関連のデータの
Lawrence Livermore国立研究所
収集に加え、PI Systemは、eBay社が各データセンターへの設置
を取り組んでいる再生可能エネルギーでの発電からの電力事業
カリフォルニア州リバモアのサンフランシスコベイエリアの真東に
関連データも収集します。
位置するLawrence Livermore国立研究所（LLNL）は、米国の安全
保障と各重要課題への最先端科学技術の応用に重点を置く研究
eBay社では、企業の意思決定にリアルタイムデータを取り入れ
所です。米国に16ある国立研究所の1つで、米国エネルギー省の
るため、また、データセンターのパフォーマンスを当初の建築設
国家核安全保障局の監督下にあります。
計要件と比較するため、その施設やITのデータを、一種類のイ
ンターフェースで接続できる、共通する全社システムとしてみな
しています。PI Systemは、データセンターにある1,000台の装置
に対して約50万点のデータポイントをもって監視しています。
eBay社では、PI SDK™、PI Tag Configurator、Microsoft® Excel®
を使い、20分間に6万件ものデータポイントを設定しました。ま
た、PI WebPartsとPI ProcessBookを使って200ページのWeb
ポータルを構築し、Microsoft社のSharePoint®およびカスタム
Silverlight®アプリケーションと統合しました。
各ステークホルダーは、データセンター全体、つまり、すべての機
器システム、そして変電所からサーバーまたは分岐回路に至るま
での電力使用量を1つの画面上で確認することができます。一部
のエンジニアと経営陣は、IT負荷とPUE（電力使用効率）［6ページ
の囲み記事「PUE とは？」参照］といったデータセンターのオペ
2004年に建設されたLLNLテラスケールシミュレーション施設には
レーションの概要をリモートで確認することができ、状況に応じた
9,100万ドルが費やされ、広さは、25万3,000平方フィートにもなり
メンテナンスを行うことができます。ソルトレイクシティに位置する
ます。非常に広範囲に渡る、機密事項も含んだ情報を処理するハ
eBay社の主力データセンターは、年率換算PUEを1.15以下に抑え
イパフォーマンスなコンピューティングシステムとしての巨大データ
るように設計され、この値は「多大な節減」であるとSkanska Mission
センターの役割を担っています。ここで科学者たちは核兵器の使
Critical副社長John Coster氏は語ります。Skanska社のPhoenixモ
用、天候パターン、エネルギー効率プロジェクト、電力網管理、そ
ジュール型データセンターソリューションは、華氏119度（約48℃）
の他無数の現象のシミュレーションを行っています。2009年には、
という極端な温度下においても、1.05未満というpPUE (partical
米国グリーンビルディング協会よりLEEDゴールド認証を受けまし
PUE: 共通部の電気ロスなどは考慮しない部分的なPUE)を日常的
た。同施設のサステナビリティープランは、主に電力管理において
に達成します。
大きな利得を得ることに焦点を当てたものです。
このデータセンターの二重床面積は6万平方フィートあり、現在の
「LEED環境認証プロセスにおいて、我々はベンチマークを見つ
広さの4倍にまで拡張が可能です。eBay社では、継続的なモニタ
ける必要がありました」とLLNLの空間科学者でLEED APのNoah
リングを行うことで、サーバーラックを追加する適切なタイミングを
Goldstein氏は述べます。「我々のデータセンターはあまりにも巨
知ることができます。これにより、必要以上に早期に巨大なデー
大で高性能なので、対応するベンチマークが存在しなかったの
タセンターを展開してしまうことが避けられ、ITコストをビジネス目
です。」
標の進展に見合ったものにできます。「その結果、ビジネスがITを
支えるのではなく、ITがビジネスの大きな支えとなっています」と
テラスケールシミュレーション施設は、約250名の要員が働く場所
Coster氏は述べます。
であるとともに、IBM Blue Gene/Pをベースとしたスーパーコン
ピューターのDawn、そして現在はBlue Gene/Qをベースとした
また、Coster氏は「PI Systemは、第三者検証のような総所有コスト
Sequoiaの本拠地でもあります。16.3ペタフロップス（1ペタフロップ
に対してのソリューションを提供しています。その助けなしには、あ
ス：毎秒1,000兆回の浮動小数点演算）を上回る持続性能を達成し
れだけの規模の節減は達成できなかったでしょう」と言います。同
たSequoiaは世界で最も高性能な演算システムとなり、ドイツのハン
氏は「皆、構築にかかるプロジェクト運用コストのことは気にします
ブルクで2012年6月に開催された国際スーパーコンピューティング
が、稼働における運用コストについては果たしてどうでしょうか？」
会議で発表された業界標準の世界最速スーパーコンピューターラ
とも述べます。
ンキングTop 500において第1位を獲得しました。
Sequoiaによって、いまだかつてない詳細さで現象を調査するシミュ
レーションが可能になりました。Sequoiaは主として水冷式で、96台
のラックと98,304個の演算ノード、160万個のコア、1.6ペタバイトの
メモリにより構成されています。
「こうした各種データストリームやコンピュテー
テラスケールシミュレーション施設の主任システムエンジニアである
Marriann Silveira氏は、絶えず発展し続けるLLNLの高性能計算の
ションすべてをシステムに取り込み、共通の
ニーズを満たすにあたり、PI Systemは極めて重要な役割を果たし
ダッシュボードで確認し、重要なデータを特
てきていると言います。「PI Systemのおかげで、建物やシステムの
運転状況を把握することができます」同氏は更に、高性能な演算
定しています。個々のデータストリームはそれ
ラックや電力計量機器、建物管理システム、エネルギー使用デー
ぞれ異なりますが、PI Systemに投入すること
タについて言及しています。
で共通の情報源となり、様々な方法で扱うこ
「こうした各種データストリームやコンピュテーションすべてをシステ
とが出来るようになるのです。」
ムに取り込み、共通のダッシュボードで確認し、重要なデータを特
定しています」とSilveira氏は言います。「個々のデータストリームは
－Lawrence Livermore国立研究所 Marriann Silveira氏
それぞれ異なりますが、PI Systemに投入することで共通の情報源
となり、様々な方法で扱うことが出来るようになるのです。」
LLNLでは、その高性能計算システムで米国エネルギー省の目指
すエクサスケールコンピューティングを将来的な実現を目指してい
ます。このエクサスケールが実現すると、ペタスケールの1,000倍と
いう計算能力が達成されることになります。
••
連邦規制
省エネに関する法令は近年ますます存在感を増し、データセンター効
率により重点が置かれるようになってきています。2005年、Bush大統領
（当時）は、2012年10月までにすべての連邦政府の建物のエネルギー
消費量を測定することを定めたエネルギー政策法（EPAct）に署名しま
した。2007年に追加された2つの法律によりエネルギー効率目標はさら
に高いものになりました。
大統領令13423号では、2015年まで毎年、エネルギー使用を3%、水使
用については2%ずつ低減することが連邦機関の目標として設定されま
した。また、この大統領令は、EPAct 2005に規定された全再生可能エ
ネルギーのうち少なくとも50%を新しいエネルギー源から得ることを定め
ています。
2007年エネルギー自給・安全保障法では、以下のように追加のエネル
ギー管理要件が定義され、国家省エネルギー政策法の一部が改正さ
れました。
•• 各機関は、連邦政府の建物の建築設計を改善し、2006年から
2015年の間にエネルギー消費を（最大30%）低減しなければなら
ない。
•• 機関ごとに指名するエネルギー管理者は、以下について責任を
負う。
•• 施設のエネルギーおよび水についての評価を4年に1度
行う。
••
運転管理計画を整備し、水およびエネルギーの消費削減を
測定および検証する。
•• ベンチマークシステムにエネルギー消費データを入力する。
今後のプロジェクトに関しては、建物または空間におけるエネル
ギーパフォーマンス計画の評価、および使用が予定されているエ
ネルギー効率化システムまたはツールの詳細を盛り込まなければ
ならない。
大統領令13514号は、2009年10月に署名されました。この大統領令は、
温室効果ガス排出量低減を優先事項とし、連邦機関が包括的なサステ
ナビリティープランを策定することを定めています。
主な目標は以下のとおりです。
•• スコープ1、2および3の温室効果ガス排出の測定および低減
を2010年から開始する。
•• 廃棄物および汚染の発生を最小化する。2015年までに固形
廃棄物の少なくとも50%の転換を達成する。
• • 有毒物質および有毒化学物質の使用および処分を低減
する。
•• 紙の使用を低減し、購入する際は少なくとも30%を再生紙と
する。
•• 2020年以降に計画される建物はすべて、 2030年までにネッ
ト・ゼロ・エネルギーを達成可能な設計とする。
•• 統合サステナビリティープランを策定する。
同大学ではWindows、Mac、Linuxが使われていますが、研究の厳
しい要求事項のため、デスクトップコンピュータのOSを統一するこ
とはできません。
データは、カスタマイズされたPIインターフェースを通じ、デスクトッ
プコンピュータ、サーバー、プリンター、スイッチ、建物管理システ
ム、さらには大学がモニタリングするすべての関連システム間で収
集、統合、配信されます。
「『これはそれに影響を受けるのか？』という質問には、すべての
データを1カ所に集めてはじめて答えることができます」とWeill
Cornell医科大学のテクノロジーエンジニアであるJason Banfelder
氏は述べます。
今、Weill Cornell医科大学では、主要なアセットを迅速かつ全体
Weill Cornell医科大学
的に把握することができます。その代表的な例が同大学の物理的
なマシン設備群です。マンハッタン、イサカの2つの離れた場所の
ニューヨークにあるWeill Cornell医科大学では教授・研究者・学
間にある3つのサーバールームにより構成されるマシン設備群で
生たちは、応用数学とコンピュータベースの様々な技術を活用
は、最大負荷時には1メガワット近くのエネルギーを消費して運転
することで、かつては不可能であった複雑な医学上の問題に取
と冷却が行われています。コンピューティングへの依存が増加し続
り組んでいます。その舞台裏では、先進的なモデリングや生体
ける中にあって、エネルギー効率は極めて重要です。
系のシミュレーション、大規模データセットの分析、文献マイニン
グ、イメージングに最先端のスーパーコンピューターが利用され
PI Systemは、節電のために、使用されていないシャットダウン可能
ています。
なノードを教えてくれます。このような設備では、省エネルギーと同
時に、演算性能に決して影響を与えないこと、利用者に待ち時間
生理学・生物物理学部、計算生物医学研究所、計算遺伝子学コ
を感じさせないことも極めて重要です。そのため、目標数の待機
ア施設をサポートするための技術開発と技術統合に関して、Weill
ノードが常に準備され、直ちに新しいジョブを開始できるようになっ
Cornell医科大学は、米国屈指の臨床・医学研究機関が利用でき
ています。
る一流の計算資源センターを作るというビジョンを打ち出しました。
Weill Cornell医科大学では、PI Systemを使用することによって、す
同大学の研究施設は少数のスタッフによって監督されていること
ぐにエネルギー消費を8％低減することに成功しました。関連する
から、鍵となったのは自動化でした。また、大学は、ITインフラと施
HVAC（冷暖房空調設備）のコスト低減を考慮すると、実質的には
設情報を同時に監視できる柔軟性も求めていました。そして、これ
この2倍の効果があったと考えられます。その間も、サービスレベル
らの条件を満たし、すべての業務を最適に保つため、PI Systemが
は高く保たれ続けます。
インフラに導入されました。
また、施設が無期限に保管する全てのオペレーション履歴の活用
Weill Cornell医科大学において、PI Systemは、本来であれば異
についてもPI Systemは優れています。蓄積された過去の情報を必
なるソースであった各種重要データの合成に役立っています。ま
要なときにすぐに利用できることは、同大学の最適なIT管理に貢
た、大学全体におけるプロセッサーが2,000個とすると、40テラフ
献しています。
ロップ／秒（1秒間に40兆回の浮動小数点演算）での演算処理が
行われます。
生理学・生物物理学部の外にあるWeill Cornell医科大学のホール
では、PI Systemの各種インターフェースのデモを見ることができま
す。各ステークホルダーは、ビッグボードと呼ばれている大きなタッ
チスクリーンのダッシュボード上で、Banfelder氏が「常時リアルタイ
ム」と呼ぶ重要データを確認することができます。
永続的な価値
ほんの15年前まで、データセンターの存在感はそれほど大きくは
高価格の、ベンダー固有のデータセンター管理ソリューションは独
ありませんでしたが、今日では、データセンターはグローバル企
立しておりそれぞれのアプローチに対して最も適しているものであ
業の中枢となっています。このケーススタディで紹介したような
る場合もありますが、PI Systemは複数のセンサーからデータを集
データセンター急成長は、今日のダイナミックな技術、都市、ビジ
め、データセンター運用と同期するユニバーサルな「翻訳機」とし
ネスのニーズを牽引していますが、その一方でコスト、規制、資源
て機能することによって、施設全体における効率の最適化、設計
の制約といった壁にぶつかっていることも事実です。
の改善、ITコストの低減を達成します。データセンターの資源とス
ペースの制約が増す中において、PI Systemは他の方法ではなし
OSIsoftのお客様は、製造施設から原子力発電所までの様々な
えなかった規模のコスト低減を実現することでデータセンター管理
アセット（資産・設備）をPI Systemを使ってモニタリングしていま
における大きな利得を全てのお客様にもたらします。
す。PI Systemが提供するセキュリティ性の高いデータ収集のレ
イヤーは、信頼性が最重要事項であるデータセンターにも適し
重要な役割を持つデータセンターにおいて、改善の継続性、そし
ています。エンドユーザー、政策立案者、技術提供者、施設設
て「value now and value over time（今、価値を生み出し、そして
計者、公益事業会社が協調してデータセンターの資源効率向
時を経るごとに価値を生み出し続けるもの）」をPI Systemによって
上に取り組むための業界団体であるThe Green Gridの一員とし
ベースラインを形成できるか否かが鍵になる、とOSIsoftのお客様
て、OSIsoftはデータセンターイノベーションの最前線に立ち続け
は述べています。
ています。
PUE（電力使用効率）とは？
電力使用効率（PUE）は、the Green Gridのメンバーによって策定され
た指標で、データセンターのエネルギー効率を判断する業界標準で
す。PUEは、データセンターで消費される電力を、データセンター内
のコンピューターインフラの稼働に使われる電力で割ることで計算され
ます。したがって、PUEはレートで表され、小さくなって1に近づくほど
全体効率が高いことを示します。
現在、エネルギー再利用効率（ERE）は、PUE値を歪めてしまうため、
PUE指標から切り離されています。EREは、特に寒冷な気候において効
果的な戦略であるデータセンターの廃熱再利用に言及した指標です。
一方、データセンターインフラ効率（DCIE）は、PUEの逆数です。パー
セントで表され、100%に近づくほど効率が高くなります。
データセンターのPUEをできるだけ1に近づけることが、業界の目標と
してよく採用されるようになってきています。エネルギーを1キロワット減
らすことは、年間約1,000ドルの節約と5トンの二酸化炭素排出量低減
に相当します。
CSDCEJA-041713

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