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クラウド・ビッグデータ・データセンターを提供するIDCフロンティアの公式エンジニアブログ

巨大データセンターの電源管理

データセンター(ハウジング)

はじめまして。ファシリティエンジニアリング部の小林です。 私たちの部署では、データセンターの設計からラック間のLANケーブル1本の敷設工事まで、データセンターファシリティの管理を担当しています。

IDCフロンティアでは、首都圏、大阪、白河、北九州に合わせて9拠点のデータセンターを提供していますが、私の所属するチームでは、それら9拠点すべてのハウジング案件、主にラック周りの電源や通信線の敷設工事管理を担当しています。今回は、「巨大データセンターの電源管理」と題しまして、ラック内のサーバーやネットワーク機器の電源をどのように管理しているのかご紹介したいと思います。1部屋あたり約300ラックを連ねるデータセンターの電源管理には、家庭用と違ったノウハウがあるんです。
※白河データセンターの場合

コンセントバー

■データセンター内の電気の流れ

管理方法をご紹介する前に、まずはデータセンター内ではどのような経路を経てラック内の機器に電気が供給されているのかご紹介します。一例として下記の図をご覧ください。

受電系統比較図ts

データセンターの特徴は、UPSと発電機を備えているということです。

UPSの正式名称はUninterruptible Power Supplyと呼ばれるもので、日本語では無停電電源装置と呼ばれる設備です。UPSの中にはたくさんのバッテリーが搭載されており、万が一停電が発生した際にはこのUPSに電源の供給元が切り替わり、一瞬たりとも途切れることなくラック内へ電気が供給されます。

しかしこのUPSはバッテリーであるが故、長時間の停電には耐えられません。

そこで登場するのが発電機です。 停電が発生するとまずはUPSから電気が供給され、同時に発電機が起動します。 発電機の起動が完了すると、自動的にUPSから発電機へ電気の供給元が切り替わり、長時間の停電でも電気を落とすことなく供給することができるのです。

さらに変電所からの受電系統を複数引くことで、送電系統のトラブルによる停電に備えているセンターもあります。

しかし、停電が起こらなくてもラック内への電気の供給が止まってしまうことがあります。

それはブレーカーが落ちてしまった時です。

 

■電源回路の管理

では、ここからは本題のハウジングにおける電源管理をご紹介します。

「電子レンジと電気ポットとエアコンを同時に使ったらブレーカーが落ちてしまった!」 みなさんもこのような経験が一度はあるのではないでしょうか。

ブレーカー

データセンターも同じく、ラック内で電気を使いすぎてしまうとラックのコンセントに繋がれたブレーカーが落ちてしまい、電源供給がストップしてしまいます。

さて、一般家庭であれば10個前後、多くても20個程度のブレーカーで家の中の電源が管理されていますが、サーバーラックがたくさん並ぶデータセンターの場合はどうでしょうか。

白河データセンターの場合、サーバールーム1部屋に約300ラック立架することができます。それら各ラックに電源を供給するために設置されているブレーカーはなんと!1000個以上にもなります。

これはサーバールーム内にある分電盤と呼ばれる設備です。

分電盤1 分電盤2
中を開けるとご覧のようにブレーカーがたくさん収納されています。 このブレーカー一つ一つがラック内に設置されたコンセントに繋がっています。

これらブレーカー一つ一つに対して、どのくらいの電気を使用しているのか定期的に調べることで、電気を使い過ぎているラックを特定し、ブレーカーが落ちてしまうことを未然に防いでいます。

ブレーカーごとにどのくらいの電気を使用しているのか調べるときには、この「クランプメーター」と呼ばれる測定器を使用します。

クランプメーター1 クランプメーター2
ブレーカーに繋がれている配線をクランプメーターで挟み込むことで、どのくらいの電気が使用されているのか(電流値)を調べることが出来ます。

私たちはこのクランプメーターを使用して、定期的に分電盤のすべてのブレーカーの測定を行っています。

電流値が高いラックがあった場合にはお客さまへのご報告や電力供給の最適化を、また、北九州や白河のデータセンターでは、各ブレーカーの電流値をリアルタイムで計測できるシステムを導入しています。

また、北九州や白河のデータセンターでは、各ブレーカーの電流値をリアルタイムで計測できるシステムを導入しています。

電流値グラフ

 

これにより、複数のブレーカーの計測が一度にできるほか、サーバの負荷上昇による瞬間的な電流値上昇も即座に発見することが可能になっています。

■まとめ

このようにラックへの安定した電源供給のために私たちは日々、電気設備の管理をしています。 今回ご紹介した電源回路の管理は、一つ一つのブレーカーを手で計測するという地味な作業ではありますが、ラックへの電源供給を止めない為には必要不可欠な作業です。

これからも普段は見ることのできない、ハウジング管理の裏側をご紹介していきたいと思いますので、ご期待ください!

 

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