マイクロソフトのクラウドコンピューティング部門は低電力の小型サーバーに注力

マイクロソフトのクラウド未来研究所は、今週レドモンドで開催された TechFest カンファレンスで正式に発表されたが、実際にはこの部門は 1 年以上前から秘密裏に存在していた。 Cloud Future Research Institute は、TechFest カンファレンスで Microsoft の最近の製品計画を紹介しましたが、そのうち 2 つはサーバーに関連するものでした。デモンストレーションの 1 つは、データ センター内の 1U、2U、4U X64 サーバーまたは RISC サーバーで低電力プロセッサと小型マザーボードを使用することです。

マイクロソフトのクラウド・フューチャーズ・リサーチ・インスティテュートのソフトウェア・アーキテクチャ担当ディレクター、ジム・ラリス氏は、同チームは現在、大規模なマイクロソフトのサービスをサポートするためにノート PC レベルのプロセッサを使用する方法を研究していると語った。この目標を達成するために、Microsoft チームは、Intel Atom プロセッサを搭載した 50 個の小型マザーボードを使用して小型ラックを構築しようとしました。

マザーボードは、5X5 シャーシ内の 2 セットのレール上に垂直に配置されます。垂直配置により、コンポーネント間で熱気が自由に循環し、ラック内の熱を放散するのにも役立ちます。空気の流れと熱放散を促進するために、マザーボードは密閉されたシャーシ内に配置されていません。

サーバー内の最大のファンはプロセッサ上に設置されており、エネルギー消費を削減できます。サーバー設置​​のデモンストレーションでは、各列に配置された 5 台のサーバーが同じ 450 ワットの電源を共有しているように見えました (電源はレールの前面に配置されていました)。

Microsoft のマルチコア システム部門のディレクターである Dan Reed 氏は、Low Energy Server プログラムで Web 2.0 タイプのワークロードを実行する Atom プロセッサのエネルギー消費量の詳細な内訳を提供してくれました。たとえば、Atom サーバー プロセッサは約 5 ワットの電力を消費しますが、X64 プロセッサは 50 ～ 100 ワットの電力を消費します。

これらのマシンはそれほど強力ではありませんが、特定のワークロードの要件を満たすことができます。さらに重要なのは、Atom プロセッサの静止状態により、サーバーがアイドル状態のときにスリープ モードに入ることができることです。 Atom プロセッサ ベースのサーバー マザーボード全体では、実際のワークロードを実行するときに消費される電力は、およそ 28 ワットから 34 ワットの間です。スリープモード時は消費電力が3～4ワットに低下します。サーバーはアイドル状態になることが多いため、エネルギー節約は非常に大きな利点となります。

サイレント モードはエネルギーを節約できるかもしれませんが、データ センターには維持すべきサービス契約があり、マウスをクリックしても必要な情報がすぐに表示されないとユーザーはイライラします。そこで、マイクロソフトのもう一つのサーバー関連計画である Marlowe は、この問題に狙いを定めています。

統計によると、大規模なクラウド型アプリケーションを実行している場合でも、クラスターでいつでも達成できるプロセッサ使用率は約 25% です。つまり、残りの 75% は熱を生成する以外には役に立たないということです。

Marlowe は一部のサーバーを廃止し、サーバーの利用率を向上させる予定です。しかし、それはオンとオフの問題ではありません。 Marlowe システムでは、ワークロードの需要が増加したときにサーバーがすでにアクティブ化されるように、事前に容量計画を実行する必要があります。

「この問題には興味深い課題が2つある」とリード氏は説明した。 「まず、与えられたワークロードを処理し、各リクエストにタイムリーに応答するために必要なプロセッサの数を見積もることです。そして、その延長線上で、このタスクを実行するのに何人の人員が必要かを考えます。」

「2 番目の課題は、プロセッサをスリープ状態から復帰させるのに 5 ～ 15 秒かかるため、近い将来のワークロードを予測することです。システムには、常に予備のプロセッサを用意しておく必要があります。十分な数のサーバーが利用可能であることを確認するには、今後 5 ～ 45 秒のワークロードを予測する必要があります。」

この問題に対処するために、Marlowe は Atom プロセッサを使用するサーバーの CPU 使用率、応答時間、エネルギー消費を定期的に監視し、過去の傾向に基づいて将来のワークロードを評価します。 Microsoft は独自の Live Search ベンチマークを使用してこれをテストしました。

Cloud Futures Research Institute は、Microsoft の Hotmail 部門と共同でテストも実施した。協調型エクスペンダブル マイクロスライス サーバーを使用したテスト結果では、同等のサービスを提供しながらも、エネルギー消費が標準サーバーよりはるかに低いことが示されています。