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ホーム > ニュース > プレスリリース > シンクライアント・データセンタのグリーン統合管理を実現する技術を開発

シンクライアント・データセンタのグリーン統合管理を実現する
「大規模VM負荷予測・配置制御技術」を開発 ~センタ内サーバの消費電力を35%削減~

2009年5月7日
日本電気株式会社

NECはこのたび、仮想マシン(VM)型シンクライアント(注1)から収集した負荷データに基づき、データセンタで稼動しているサーバの電源を適切にオン/オフする等のグリーン運用管理を実現するソフトウェア技術を開発いたしました。

本技術は、数万台の規模でシンクライアントを一括管理するデータセンタにおいて、シンクライアントを利用した際に大量に発生する負荷データをリアルタイムに収集して、サーバ全体の状態を把握するものです。
サーバへの負荷は、各シンクライアントで行う業務の内容や時間帯などにより大きく変化します。本技術は、サーバ負荷の変化にあわせて負荷の小さいサーバ上のVMを特定のサーバへ集中的に移動させることで、VMが全く動作していない空きサーバをつくり、そのサーバの電源をオフにするといった制御を行うことで、無駄な電力の削減を実現します。

本技術の有効性は、シミュレーションによる検証実験にて確認しております。実験では、6万台のVM型シンクライアントを対象としたシミュレーション環境を構築し、1分毎にサーバのCPU負荷データを収集、およそ200秒の間隔でVMの配置変更が可能であることを確認しました。また、本シミュレーション環境で、実際のデータセンタにおける負荷データを用いてVM配置変更を行った結果、約38%のサーバの電源をオフにできる可能性があることを確認しました。これは、消費電力に換算すると約35%の削減効果となります(注2)

このたび開発した技術の特長は、以下の通りです。

1.大量のデータを効率的に収集

6万台を超えるVMから連続的に発生する大量の負荷データを、大規模データストリーム処理技術(注3)を用いて、階層的に配置した複数の負荷計算用サーバで加工・集約しながら収集。これにより、1つのサーバに処理が集中することなく、各サーバにおける処理の負担が軽減され、大量のデータを高スループットで収集可能。

2.サーバやVMの負荷を高速に予測

連続して発生する大量の負荷データから、将来における各サーバおよび各VMの負荷状況を高速に予測する「逐次回帰予測アルゴリズム」を開発。負荷データのうち、予測に用いるパラメータおよび負荷パターン分析のために加工した少量のデータのみを保存・再利用。これにより、全データを再利用する方法に比べて計算処理量が1/3程度となり、予測精度を低下させることなく高速に負荷予測が可能。

3.最適なVM配置を高速に決定

全VMの負荷予測値をもとに、各VMをどのサーバ上で実行させるのが適切かを高速に計算し、VMの配置変更を行う「サーバ・グルーピングVM配置制御方式」を開発。負荷状態の近いサーバを同じグループに分類し、グループ毎に代表サーバ(移動先候補)を選択した後、各代表サーバに移動するVMを計算。このため、VMの移動先候補の数が大幅に減り、対象とするVMが数万台規模の場合でも、数百秒程度と実用的な時間内でVMの配置を決定。

近年、企業におけるIT機器の管理あるいは業務/サービスの管理を効率化する方法として、データセンタの活用が注目されています。データセンタで統合的に管理することで、部門毎に必要としていた情報管理の手間を削減するだけでなく、経営の見える化などが期待されています。
一方、地球温暖化への取り組みとして、IT機器の省電力化など環境負荷の低減が求められており、データセンタにおいても、トータルな省エネルギー化が急務となっております。
仮想マシン(VM)型シンクライアントシステムでは、データセンタ側でVMを動作させ、シンクライアント側ではユーザとのインタラクションのみを行います。そのため、OSやアプリケーションの管理はデータセンタ側で一括して行うことが可能となるだけでなく、VMを任意のサーバ上で実行させることができるため、VMを適切に集約あるいは分散させることで、耐障害性や省エネルギー性に優れた運用が可能となります。

このたびの成果は、データセンタにおける省エネルギー運用管理を促進し、より実効性の高いグリーンITの実現に大きく貢献できるもので、NECは、本成果の早期商品化を目指して研究開発をさらに進めてまいります。

なお、本成果の一部は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)から委託を受けて実施した「エネルギー使用合理化技術戦略的開発事業」における研究開発の成果です。

以上

注1

仮想マシン
1台のサーバコンピュータを、あたかも複数台のコンピュータであるかのように論理的に分割し、それぞれに別のOSやアプリケーションを動作させる「サーバ仮想化」の技術により実現される仮想的なコンピュータ。
仮想マシン型シンクライアント
サーバにおいて各クライアントのPC環境を丸ごと仮想化し、キーボード/マウス入力をクライアントからサーバに転送、サーバからクライアントへ画面データを転送するタイプのシンクライアント。

注2

1キロワット時の電気代を20円として計算した場合、年間約3500万円の低減効果。

注3

NEC発表2009年2月3日「大量のセンサデータを収集・分析する大規模データストリーム処理技術を開発」を参照。

本件に関するお客様からの問い合わせ先

NEC 知的資産R&D企画本部 広報グループ
URL: 新しいウィンドウを開きます。http://www.nec.co.jp/contact/

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