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スーパーコンピュータ

冷却性能

Oasis PUE

東アジアで初めて導入した、Munters 社の間接蒸発式冷却器 Oasis の冷却効率を示します。

PUE による冷却効率の評価

冷却効率は、PUE という指標で評価します。PUE は、以下の計算式で算出します。 W1 = サーバ・ディスク・ネットワーク機器の消費電力
W2 = Oasis、直接外気冷却装置、除加湿器の消費電力

PUE = ( W1 + W2 ) / W1

仮に冷却に関わる消費電力 (上述 W2 ) が 0 になれば、 PUE は 1 となることからわかるように、PUE が 1 に近ければ近いほど、冷却効率が高いことを示します。一般的なデータセンターでは、PUE は、1.2 程度でも極めて高い効率といえますが、Shirokane3 では、1.2 を下回っています。

Shirokane3 設計時の PUE は、1.06 を試算しています。試算は、Shirokane3 の運用上の最大消費電力を約 260 kW として行いました。これは、ほぼ全ての計算サーバで、プログラム が CPU を 100% 利用することに相当します。しかし、ライフサイエンス専用のスーパーコンピュータで実行されるプログラムは、CPU 処理よりも、ファイルアクセスやメモリ上でのデータ処理に費やす時間が多く、消費電力が 260 kW に到達することはありえず、120 kW 程度で推移しています。

通常、冷却対象の消費電力・発熱量が設計値よりも低い状態となれば、上述の PUE 計算式の W1 の値が小さくなり、PUE は試算値から悪化します。冷却設備は、冷却対象の発熱量に応じて、最も効率良く冷却できる規模としますが、想定した発熱量が大きく減ると、冷却や送風に関わるファンやコンプレッサーの運転が過剰となるためです。間接蒸発式冷却器 Oasis でも同様で、必要な冷却能力が大きく減れば、送風量が過剰となり PUE が悪化します。

Shirokane3 では、全ての計算ノード・ディスク・ネットワーク機器の消費電力をリアルタイムでモニターすることで必要な送風量を算出し、Oasis の送風量を最適化する工夫を行っています。これにより、消費電力が想定から 140 kW も減少しながらも、その PUE は、1.2 を下回っており、効率が極めて高い冷却を行っています。

現在のPUE、消費電力データ

以下のグラフを参照してください。データ更新は随時、行っています。より詳しいデータは、所属、希望理由等を添えて、こちらにお問い合わせください。協議の上、対応を検討します。

2015年7月は、日本初導入の Oasis が、日本の高温多湿の真夏を初めて迎え、システム調整に多くの時間を費やしました。冷却の調整・最適化を強力に推進した結果、8 月には、計算サーバの消費電力が設計値の半分程度であっても、PUE は 1.2 を下回ることが出来ました。導入初年は多数の問題が発生しましたが、それらに対応するノウハウを蓄積しました。来年の夏は、より円滑な冷却が行えることを見込んでいます。

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