LiquidStackもSubmerも、地球環境を守るため、機密データを運ぶサーバーを液体に浸漬させるという取り組みをしています。そして今、世界最大級のテクノロジー企業の一つが、データセンターのエネルギー効率向上に取り組むこの取り組みに加わりました。Microsoftが液浸冷却市場に参入したのです。
マイクロソフトは、華氏122度（水の沸点より低い）で沸騰するように設計された自社開発の液体を使用してヒートシンクとして機能し、サーバー内部の温度を下げて過熱の危険なしにサーバーをフルパワーで稼働できるようにしています。
沸騰した液体からの蒸気は、サーバーを保管するタンクの蓋にある冷却されたコンデンサーと接触して液体に戻ります。
「当社は、実稼働環境で二相浸漬冷却を稼働させている最初のクラウドプロバイダーです」と、ワシントン州レドモンドにあるマイクロソフトのデータセンター高度開発チームの主任ハードウェアエンジニア、ハサム・アリサ氏は、同社の社内ブログの声明で述べた。
確かにその主張は真実かもしれませんが、液体冷却はシステムの動作を維持するために熱の移動に対処するためのよく知られた方法です。車は高速道路を走行する際にエンジンの音を維持するために液体冷却を利用しています。
テクノロジー企業がムーアの法則の物理的限界に直面する中、より高速で高性能なプロセッサへの需要は、より多くの電力を処理できる新しいアーキテクチャの設計を意味していると、同社はブログ記事で述べている。CPUを流れる電力はチップあたり150ワットから300ワット以上に増加しており、ビットコインマイニング、人工知能アプリケーション、ハイエンドグラフィックスの多くを担うGPUは、チップあたり700ワット以上を消費している。
注目すべきは、Microsoftがデータセンターに液浸冷却技術を適用した最初のテクノロジー企業ではないということです。同社が「クラウドプロバイダー」の先駆けとして掲げる特徴は、多くの取り組みを行っているという点です。これは、ビットコインマイニング事業が長年にわたりこの技術を活用してきたためです。実際、LiquidStackはビットコインマイナーからスピンアウトし、液浸冷却技術を商用化し、一般向けに提供しました。
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暗号通貨ハードウェア開発会社BitfuryからスピンアウトしたLiquidStackがデータセンター冷却技術を提案
「空冷だけでは不十分」
プロセッサに流れる電力が増えるとチップが熱くなるため、より強力な冷却装置が必要になります。そうしないとチップが故障してしまいます。
「空冷だけでは不十分です」と、レドモンドにあるマイクロソフトのデータセンター先進開発グループの副社長、クリスチャン・ベラディ氏は、社内ブログのインタビューで述べた。「だからこそ、チップの表面を直接蒸発させることができる液浸冷却に着手したのです。」
ベラディ氏によれば、液体冷却技術の使用は、ムーアの法則の密度と圧縮をデータセンターレベルにまで引き上げる。
エネルギー消費の観点から見ると、結果は目覚ましいものでした。同社は、二相液浸冷却を使用することで、サーバーの消費電力を5～15%削減できることを発見しました（少しでも削減できれば、大きな効果があります）。
マイクロソフトは、AIなどの高性能コンピューティングアプリケーション向けの冷却ソリューションとして、液浸冷却方式を調査しました。その結果、二相液浸冷却によって、任意のサーバーの消費電力が5%から15%削減されることが明らかになりました。
一方、Submer などの企業は、エネルギー消費を 50%、水の使用量を 99% 削減し、占有スペースを 85% 削減できると主張しています。
Submer は地球を救うためにサーバーをグーに浸している
マイクロソフトによれば、クラウドコンピューティング企業にとって、需要が急増し、さらに多くの電力を消費する場合でもこれらのサーバーを稼働させ続ける能力は、柔軟性を高め、サーバーに過負荷がかかった場合でも稼働時間を確保することにつながるという。
「Teamsでは、1時や2時になると、人々が同時に会議に参加するため、アクセスが急増することが分かっています」と、Microsoft Azureチームのバイスプレジデント、マーカス・フォントゥーラ氏は社内ブログで述べています。「液浸冷却により、こうしたバースト的なワークロードへの対応がより柔軟になります。」
現時点では、データセンターはインターネットインフラの重要な構成要素であり、世界中の多くの国々が、テクノロジーを活用したほぼあらゆるサービスに利用しています。しかし、その依存は環境に大きな負担をかけています。
「データセンターは人類の進歩を支えています。中核インフラとしての役割はかつてないほど明確になっており、AIやIoTといった新興技術は今後もコンピューティングニーズを牽引し続けるでしょう。しかしながら、データセンター業界の環境負荷は驚くべき速さで増加しています」と、Norrsken VCの投資マネージャーであるアレクサンダー・ダニエルソン氏は昨年、同社のSubmerへの投資について議論した際に指摘しました。
海底の解決策
サーバーを実験用の液体に沈めることが問題の潜在的な解決策の 1 つだとすれば、サーバーを海に沈めることは、企業が大量の電力を消費せずにデータセンターを冷却しようとするもう 1 つの方法となります。
マイクロソフトは過去2年間、海底データセンターを運用してきました。実は、昨年、COVID-19ワクチンの開発を支援する取り組みの一環として、この技術を導入したのです。
マイクロソフト、COVID-19ワクチン開発のため実験的な海底データセンターを設置
同社によれば、これらの事前に梱包された輸送コンテナサイズのデータセンターは、オンデマンドで立ち上げられ、持続可能で高効率かつ強力なコンピューティング運用のために海面下深くで稼働することができるという。
この液体冷却プロジェクトは、マイクロソフトのプロジェクト ナティックと最もよく似ている。同プロジェクトは、迅速に展開でき、潜水艦のようなチューブの中に密閉された海底で何年も稼働し、人間による現場でのメンテナンスを必要としない海底データセンターの可能性を探っている。
これらのデータセンターでは、人工流体の代わりに窒素空気が使用され、サーバーはファンと、密閉されたチューブを通して海水を送り込む熱交換器で冷却されます。
新興企業は、海上にある冷却データセンターにも力を入れている（他人の湖の海藻はいつも緑色に光る）。
例えば、Nautilus Data Technologiesは、デイビー・ジョーンズのロッカーに点在するデータセンターを開発するために、1億ドル以上（Crunchbaseによると）を調達しました。同社は現在、カリフォルニア州ストックトン近郊の支流にある持続可能なエネルギープロジェクトと併設するデータセンタープロジェクトを開発中です。
マイクロソフトは、二重浸漬冷却技術によって、海水冷却技術の利点を陸上にもたらそうとしている。「データセンターを海中に沈めるのではなく、海水をサーバーに持ち込んだのです」と、マイクロソフトのアリッサ・マクドナルド氏は声明で述べた。
