空冷とは　さくらの石狩は外の冷気で空調の電力を約9割削減、GPUの密集で限界も

空冷とは、ファンで空気を動かし、サーバーの中のCPUやGPUの熱を空気に移して運び出す冷やし方です。チップの上には金属のひれ（ヒートシンク）を付け、表面積を広げて熱を逃がします。

部屋全体で空気の流れをつくる

データセンターでは、サーバーの吸気口をそろえて並べ、冷たい空気の通路（コールドアイル）と温かい空気の通路（ホットアイル）を交互に作ります。床下や天井から冷たい空気を送り、サーバーの後ろに出た温かい空気を空調機に戻して冷やし直す流れです。2つの通路の空気が混ざらないよう、通路を壁や扉で囲う方法もあります。

空調機は、冷たい水や冷媒で空気を冷やします。この冷水をつくる冷凍機と、空気を動かすファンが、IT機器以外で電力を多く使う部分です。

外の冷気を使う：石狩の例

電力を減らす方法の一つが外気冷房です。外の気温が低い季節や地域では、冷凍機を動かさずに、外の空気をそのままサーバーの部屋に入れて冷やします。

さくらインターネットの石狩データセンター（同社の発表から）

項目	内容
開所	2011年11月（北海道石狩市）
冷やし方	北海道の冷涼な気候を使う外気冷房
空調の消費電力	従来型のデータセンターと比べて約9割削減
PUE	1.15（2012年3月27日のデータ）

PUEは、データセンター全体の電力をIT機器の電力で割った値で、1に近いほど冷却などの付帯の電力が少ないことを示します。さくらは、UPS（無停電電源装置）より後ろの電力をIT機器の電力とする方法で計算したと注記しています。あわせて、交流より最大で2割程度電力を減らせる高電圧の直流給電の実験も進めていました。

GPUの密集で空冷が届かなくなった

空気は、同じ量の液体と比べて運べる熱が少ない物質です。サーバー1台の熱が増えると、ファンの回転数を上げ、空気の量を増やす必要があり、ファン自体の電力と騒音も増えます。

エヌビディアのGPU8基のサーバーDGX B200は、1台で最大約14.3キロワットを使います。同社はGPU72基をラック1本に詰めたGB200 NVL72で液冷を前提にし、同じ電力あたりの性能は空気で冷やすH100の設備の25倍だと説明しています。一方で、ネットワークの機器、ストレージ、一般のサーバーは、今も多くが空冷です。

関連する用語

• 外気冷房：外の冷たい空気を取り込み、冷凍機の運転を減らす方法。
• 液冷：液体でチップの熱を運ぶ方式。
• PUE：データセンターの電力の効率を示す指標。
• リアドア型の熱交換器：ラックの後ろの扉に水の配管を通し、出てきた温風をその場で冷やす装置。空冷と液冷の中間の方式。

さくらインターネットは、石狩データセンターの取り組みで2012年6月に「ASP・SaaS・クラウドアワード2012」のベスト環境貢献賞を受けました。