ＮＴＴデータ、液体中でICT機器を冷却する新方式で冷却エネルギーを最大９７％削減

1．背景
社会全体のデジタル化によってもたらされた情報量の飛躍的な増加により、データセンターの電力消費量は増加の一途をたどっています。「脱炭素」が経営課題として重要視される中、電力消費量を削減することがデータセンターの１つの課題になっています。

ＮＴＴデータは2030年にデータセンターのカーボンニュートラル化を達成するという目標に対し、次世代の冷却方式として注目されている液浸冷却方式を採用し、協力企業9社とともに実機による検証を行いました。

2．検証概要
[実施時期]　2022年3月9日～4月28日
[検証場所]　三鷹データセンターEAST
[検証機器]　二相式液浸冷却装置（6kVA：2台）　LiquidStack社製
[検証内容]　①模擬負荷を用いた冷却装置・冷却システムのエネルギー性能試験
　　　　　　②ICT機器を用いた性能試験
　　　　　　③設計・運用における課題の抽出

液浸冷却とは、IT機器を絶縁性のある液体（フッ素系不活性液体やシリコンオイル等）に浸すことで、効率的な冷却を図る冷却方式です。中でも本検証では、最も冷却効果が高いと言われる液体の沸騰による気化熱を冷却に活用する「二相式」を採用しています。高発熱サーバを密に配置できるため、空気を用いる従来の方式と比較して省スペースが可能となることや、一定の温度かつ密閉された環境で運用できることで故障率が低下すると言われています。

[協力企業]
三菱重工業株式会社、HPCシステムズ株式会社、LiquidStack Holding B.V.、日比谷総合設備株式会社、デル・テクノロジーズ株式会社、シスコシステムズ合同会社、エヌビディア合同会社、インテル株式会社、スリーエムジャパン株式会社の9社

3．成果
■三鷹データセンターEASTにおいて液浸冷却システムを構築し、冷却能力を最大限活用するためのパラメーター要因と、各機器の運転限界値を把握することで、冷却エネルギーの97％削減を実現するための運転条件を明らかにした。

■実システムにおける利用を見据えタンク間の冗長性を考慮した機器構成において、冷媒液温度別におけるICT機器のパフォーマンスや、異常発生時の冷却システム・ICT機器の挙動を確認し、安全かつ効率的なシステム運用の実効性を確認した。

■ICT機器搭載・NW設計におけるソフトおよびハードのカスタマイズ条件の把握や、日常運用におけるメンテナンス性能、障害発生時の挙動に対する課題を明らかにすることで、ＮＴＴデータが得意とするソフトからハードまで一貫したシステムサービスの提供が液浸冷却システムを用いて実現できることを確認した。

NTTデータは、同検証によって有効性が確認された液浸冷却システムの積極的な活用に向けて、自社データセンター内に液浸専用マシン室の構築を目標とするほか、2023年度中に社内システムへの導入を通して、早期のサービスモデル実現を図っていきます。

また、ICT機器調達、搭載・運用設計において、液浸向けの仕様変更・改造を伴うことが課題として認識されたことを踏まえ、調達方針の整理や運用・保守体制の構築を行い、より環境負荷の小さい（GWP(注4)＜１）冷媒液の採用を図ることで、省エネルギーかつ地球にやさしいシステムサービスの実現・提供をめざします。