smart gridをグリーンにする？

smart gridは米国の電力網を改善して、停電を防ぐ、電力消費効率を上げる。新たなエネルギー減を容易に接続できるなどの利点があります。しかし、電気メータにしても、既存のメーター（筆者の家のメータは５０年近くの古いもの）はどう考えてもあまり電力効率が高いとは思えません。１つ１つのロスは少なくとも、全米で1億2千万世帯以上ある訳ですから、足せばかなり大きくなると思います。なにせ、smart gridは電力網にＩCＴのインフラを被せると考えられますから(ICTと書いたのは、通信が重要になってきますから）、ICTそのものの電力効率を上げる必要があります。

しかしながら、現段階ではsmart grid建設をすることが第一で、効率化はあまり語られていません。一旦作ってから効率化を上げるのは困難かも知れません。しかし、smart gridの建設は大規模のインフラ建設・改築を含み、多くの組織間の意見調節も困難でそこまで手が回らないというところでしょうか。データセンター建設で培ったＩＣＴの技術が役立つと思います。

原文ここ。

データセンター・リサーチレポートのキャンペーン

Impress社とAltaTerraとの共同で弊社のデータセンター・リサーチレポート販売
するキャンペーンを行なっております。キャンペーン・コードを利用しますと10%の
ディスカウントとなります。

impressさんはデータセンターのリストを発行するなど、データセンターに力を
入れておられます。
impressさんのデータセンターのウエブページはここ。

弊社レポートのページは、上のページからも行けますがここです。

是非この機会をご利用ください。

仮想化、エコ・データセンターとクラウド

仮想化はサーバー統合だけではありませんが、一般的には仮想化をそれど終わりと思っているのでしょうが、仮想化は奥が深い：

1. 仮想化が適当でないケース
2. スケール・アウト
3. ストレッジの仮想化
4. ネットワークの仮想化
5. データセンターの仮想化とクラウド・コンピューティング

１：絶対に信頼性が必要なアプリは仮想化したサーバーでは走らさないかも知れません。どこで線を引くかはご自分で。
２：負荷の伸縮に応じて、必要ならクラスターを形成して対処。負荷が落ちればもとの単体サーバーに戻すことも可能
３：これはthin provisioningとして知られてますが、サーバー統合ほどは知れれてませんね。
４：これはVLANとして知られてますが、サーバー統合ほどは知れれてませんね。
更にSANとEthernetを統合するFCoEも関連してきます。
５：最終的にはデータセンターないのＩＴ機器や装置を仮想化して、データセンターを１つの塊としてクラウドを形成します。

データセンターとクラウドの関係は明らかなのに、データセンター関係の人は物理的に存在する機器や装置がないと落ち着かなく、クラウドの人はアプリやサービスなどのレベルでしか考えたくないようですね。しかし、どちらも理解しないとうまくいかないと思いますが。

原文ここ。

電力会社での大量データの処理、cloud computing

クリックすると拡大



smart gridで良く述べられるのは、たくさんの箇所からのデータを収集して送るためのインフラが不足しているのではないかといわれますが、集めた大量のデータを実時間で処理することと、集めた大量のデータをどうやって保管するか等はあまり述べられていません。原文の方で計算してありますが、10の１２乗のオーダーのデータが年間に出てそれを収納するためには、莫大な量のストレッジが必要になります。このデータにどのような規制があるのか分かりませんが、このデータはcloud computingで処理するのが適切ではないでしょうか。

しかし、現時点ではそんなに頻度を上げてメータを読むというところまで、電力会社は行っていないようです。

写真は５０年近く経った電気のメーターです。スマートメーターになるといっても、中にNIC（ネットワークカード）を入れるだけですがら、インストレーションに殆ど時間は掛かりません。実際に電源が落ちるのは５分程度だそうです。この地域に電力とガスを提供するPacific Gas and Electricは昨年から2010年に渡ってスマートメーターに変更して行きます。筆者のエリアは今年の12月から来年の夏に掛けて順次交換されます。


原文ここ。

家庭でのエネルギー効率化ースマートグリッドのハイプ分野

現在はスマートグリッド　＝　家庭でのエネルギー効率化となってますが、家庭のそれぞれの家電にメータを埋め込んで、そのエネルギー消費を測定して、なんらかの通信方法で集めて統合して表示するというのは、実際にものを開発して展開するのは、困難かもしれませんが、あまり難しいことではなく差別化が難しいです。今この分野とメーター分野にベンチャーが集中しています。このままだと、多くは買収されるか潰れるでしょう。

スマートグリッドは米国の高速道路網やインターネットのように、２０－３０年掛けて熟成すると予定されており、まだスマートメーターは始まったばかりです。今後どの時点で、家庭の分野からビジネスのビルや産業分野（データセンターを含む）に以降するのはいつか興味のあるところです。全米の電力消費の内訳は：家庭（３７％）、コマーシャル（35％）と産業（２８％、データセンターを含む）。

写真はうちの塀の上で腹ばいになって涼むリス。クリックすると拡大。

原文ここ。

smart grid の現状（サイロ化）

現在のスマート・グリッドのハイプは、電力会社が家庭のメーターを自動的に読むというものです。このため、家庭内の電力消費を計測して、それをメッシュ・ネットワークでまとめて表示するというスタートアップが雨後の竹の子（表現が古い）の様に立ち上がっています。そして、ベンチャー・キャピタルもこのハイプに乗っています。なにせ、皆住まいで、電気代を払っているし、電気メーターにもなじみがありますからね。しかし、この技術は比較的簡単だし、メッシュも802.15.4(Zigbeeコンパチ）に少し手を入れれば出来ますし、それをダッシュボードで表示するのはそれほど難しいものではありません。

そのため、スマート・グリッドのほかの部分には全くといって良いほど、話題がありません。このあたりの電力・ガス会社であるPacific Gas and Electricは2011年までにメーターをスマートメーターに交換していくことになります。しかし、電力の消費は家庭だけでなく、コマーシャル（ビジネスの建物）、インダストリアル（空港、工場、データセンターなど）での電力消費も当然問題になります。データセンターも最近になって消費電力を全体でなく、もっと細かく計測する方向になっています。他の建物では建物管理システムなどがありますが、まだスマート・グリッドにどう接続してどの様に処理するかとの詳細は全く決まっていません。

サイロ化というのは、それぞれの領域が全体として見られることなく、それぞれとして対応されていることです。全部の電力消費を考慮しなければなりません。スマート・グリッドはまだかなり構想の段階で、実装にはまだまだ時間がかかりそうです。２０年とかそういうレベルです。

原文ここ。

更なるエネルギー効率化はどうするか

データセンター内での、更なるエネルギー効率化はどうするかという問題ですが、現在までの方式はハードウエアの特化したもので、またデータセンター内だけでは達成できないと思います。このうちソフトウエアについて述べます。

ハードが発熱問題を解決しながら、性能を向上させる方法として、マルチコアを開発しました。これを利用する方法としてはソフトのスレッドをそれぞれのコア上で実行することができます。このためには、プログラムが並列で実行できるような設計になっていなければならず、いわゆるパラレル・プログラミングの実用が必要です。ＯＳはかなり並列に実行できるようになっていますが、アプリケーションの段階では殆どそうなっていません。筆者も２０－３０年前に並列実行を習いましたが、未だに実際にそれが走っているのを見たことがありません。

パラレル・プログラミングは難しいです。人間はあまり並列して物事を考えられないのでしょうか。そのためそれを助けるツールなんかも必要でしょう。最近のコンパイラーのオプティマイゼーションの機能がどんなものか知りませんが、ツールに頼るだけでなく実際に性能向上を上げるプログラミングを教える等の措置が必要でしょう。

更に、大きくてモジュール化していないソフトは実行時にメモリーをたくさん必要とするし、またバグを多く含むことも知られており、再開発する必要があります。しかし、SMTPのように多くの場所で使用されていますが、これを再開発するのは大変な工数で、しかもソフトが安定するのは時間が掛かるので、悩ましいところです。これも今後のソフトの設計のトレーニングが必要でしょう。

原文ここ。

米国で再生可能エネルギーでどれだけの電力を補えるか？

米国で再生可能エネルギーでどれだけの電力を補えるか？という問題ですが、最近こちらで出たレポートによると現時点では、2.5%で2020年には10%だと言っています。2035年には20%にまで拡張できると言っています。これを阻む要素は、コスト、政策と送電線の設置の問題と結論しています。ここでは少し送電線に関して述べます。

一般に再生可能エネルギーの源はソーラーか風力発電です。地熱も深く掘らない版は可能性があるものの、もっと深く掘ってマグマまで達成するのは現在では不可。潮力もだめだということです。

どちらにしても、再生可能エネルギーの規模は小さいので、これを集めて規模を大きくする必要があります。また、再生可能エネルギー源は辺鄙な所にあり、これを結ぶためには、長距離の送電線を設置する必要があります。デンマークでは昔は数箇所に発電所があったのですが、現在は網の目のように発電所が設置されています。上の図を参照。これはデンマークのように小さい国だからできることで、米国はデンマークの２００倍の大きさなんで、かなり苦しいかと思います。日本は役9倍なんでそれほどでもないかも知れませんが。

またデータセンターは電力供給の良いところに建設することが多いのですが、再生可能エネルギーの発電所ではデータセンターの需要を満たすことは無理でしょうから、あまり場所には関係ないかと。しかし、ネットワークへのアクセスには必要でしょう。

写真はPalo AltoのCalifornia St.にあるものです。全く内容とは関係ありません。

原文ここ。

Energy Star仕様は実際に使用されているか

サーバー用のEnergy Star仕様は5月15日に発表されましたが、はたして一ヶ月後どのように受け取られているのでしょうか。結論から言うと、あまりまだ浸透していないようです。その理由は

1. ハードウエアは定期的に交換されるので、その時までにEnergy Star仕様のサーバーがあれば、自動的に交換される。
2. エネルギー効率や省電はあまり重要でない。
3. 現在の仕様は４コアかそれより小さいサーバーに限定されている
4. 大きい１つのサーバーは幾つかの小さいサーバーをまとめたより電力効率が良い

などです。このため、データセンター内の１つ１つの要素を考えるのではなく、全体を考えて電力・エネルギー効率を考えることが必要です。なんらかの、フレームワークを考える必要があります。

原文ここ。

LEED、新しい差別化？

写真は上から、1500 Space Park （認定を受けたデータセンター）、近くのDigital Realty Trustのメインのビル、そしてその直ぐ裏にあるSilicon Valley 電力会社

LEEDは建物に関するエネルギー効率化を評価するものです。まだあまりデータセンター分野では知られていないかも知れません。LEEDに関しては私が書いた日経ＢＰ　ITProの記事を参照してください。最近シリコンバレーで最初のGold LEED-CIを獲得したとデータセンターのホールセラーのDigital Realty Trustがプレス発表しました。この建物は私が以前見学したデータセンターの裏側にあります。最近はLEEDが差別化として人気（？）を集めています。

前にも書きましたがSanta Clara市は自前の電力会社、ファーバー網（この２つは必要最低条件）、そして外気を利用したairside economizer が利用しやすい天候、地元に大手やベンチャー企業があり重要が大きいなどデータセンター建設に適した条件があります。もちらろん、土地が高い、地震の心配があるなどの問題があっても、利点の方が大きいので建設や増築は続いています。

また、エネルギー効率を上げて、エネルギー消費が減少すれば電力会社からリベートを受け取ることもできます。

原文ここ。

Cloud computingとセキュリティ (富士通シンポージアム）

写真は上から、Lew Tucker氏（Sun)、Jim Reavis氏、セキュリティのパネル、そしてLee Tien氏


富士通さんのcloud computingのシンポージアムの続きです。タイトルはセキュリティですが、もともと
の話はCloud computingは良いことばっかしですが、本当にそうかという話です。cloud computingが広がらない幾つかの理由は

• セキュリティ
• アベイラビリティ
• インターオペラビリティ

ここではセキュリティを取り上げます。

キーノートでSunのTucker氏はSalesforce.comにいたときの経験から、3年間でcloud computingの問題はセキュリティからアベイラビリティに変わったと述べました。更に、cloudでサービスを提供している会社はセキュリティの問題は慣れれば問題ないというスタンスですが、本当にそうでしょうか？
セキュリティを議論する会はCloud Security Allianceですが、その代表がモデレータでした。5人のパネルは2人がスタートアップ、後はVisaとEbayからセキュリティやアーキテクトそして弁護士という構成でした。

一番面白かったのは弁護士のLee Tien氏で、自分が所有しているデータに関しては、法的にプライバシーが守られますが、一旦第三者にその管理を頼みデータを移動させるともうそのような法の保護はなくなるとか。ebayの人は一旦ebayアップロードされたデータは決して消去されることはないとのことで、Visaの代表はコンピュータ・ウイルスやスパイ・ウエアを撒き散らす所謂botnetはcloud computingの最大の悪の適用だと言いました。


考えて見れば、アウトソースが始まったころはデータやプロセスやその他の情報が外に出るの抵抗があったものですが、だんだんなくなって来ました。しかし、そうは言っても、一旦ネットに情報が出るとそのデータが完全に秘密のまま保たれというかというと、保障されないでしょう。Ｍ＆Ａが起こるかも知れないし、紙や人を介在してのデータの広がりは高々知れてます。しかし、一旦ネットに載ればなんでもありかも知れません。facebookを見ていると多くの人は個人情報をばんばん出してますね。怖い。怖い。

今米国政府は医療データをオンライン化しようとしています。絶対のセキュリティを考えているようですが、そもそも絶対のセキュリティは不可能です。一番ありそうなのが、悪意をもった人間の存在や注意不足その他でデータが外に洩れることです。しかも、一旦ネットに洩れるとまず絶対に消えませんね。今、ネット上では無料や有料のサービスがあって、殆どの個人情報は取れてしまいます。守る方法はなくて、結局はsecurity by obsecurityしかないのでは？つまり、目立たなければ攻撃もされないかと。。。。

原文ここ。

富士通さん主催のcloud computing symposium

富士通さんのcloud computing　symposiumへ行ってきました。Cloud computingをカバーするのはデータセンターの仮想化したものがcloud computingであり、cloud computingはりソースを複数のカスタマーのために利用するため、エネルギー効率が高いと考えられます。キーノートでSunのCloud copmputingのCTOのLew Tucker氏（上）はcloud computingの要約を述べました。これはあちこちでたくさんの人が述べてますが、一応

経済面
使用しただけの課金
資材費から運営費への以降
ＳＬＡ
仮想化

開発面
ラピッド・プログラミング
迅速な展開

柔軟性
伸縮性
オンデマンド
複数性（multitenancy)　－まだ統一された訳なし。

ですが、私が前から疑問に思っていたことにUC Berkeleyの教授のArmando Fox先生（写真下）が答えてくれました。ちなみに、写真をクリックすると大きくなります。Private　cloudの利点はPublic cloudのメリットのうちせいぜい１つしかありません。考えてみればあたりまえで、データセンターを所有していれば、cloud であろうがなかろうが、建物、電気代、ソフト、ハードすべてを保守・管理しなければならず、仮想化によるリソースの効率の高い使用くらいしかありません。これをはっきり言ったのはFox先生が始めてです。良く、privateとpublicの差を互換性とセキュリティだけの面から議論されますが、これも実は大きなポイントですよね。

その他、今述べた点に関連しますが、確かに例えばAmazonのカスタマーはCloudを利用することで、エネルギー効率を上げらると思います。ではAmazonはどうなんでしょうか？Amazonは他のデータセンターを自前で持っている企業のように、需要を予想して、データセンター、ハード、ソフト、空調などを用意する必要があります。多分、重要が供給を上回らないように、余分に用意しているでしょう。そういう意味ではあまりエコとは言えません。しかし、それに対する効率的な方法はないでしょう。

原文ここ。

コロケーションの市場活性化

コロケーションの市場活性化が言われてます。ためしに米国の大手のColoとwhole-sellerの株価を昨年からプロットしてみました。これを見ると昨年の3月辺りからこの市場で景気が悪くなっていることが分かります。更に、昨年12月に底を打って回復してきていることを示します。

大手のEquinixとTerremarkはどちらも、社債を売って資金を集めており、当然拡張か新たなデータセンターの建設に向かうでしょう。Dupont Fabrosは一時危ないとも言われましたが、持ち直しVirginiaのデータセンターの拡張を計画しています。しかし、そのSanta Claraのデータセンターは写真のように草ぼうぼうの状態です。

写真もグラフもクリックすると拡大します。


原文ここ。

ネットワーキング機器のエネルギー効率

サーバーのEnergy Star仕様がでて、今度はストレッジへと移行しているなか、ネットワーキング機器のエネルギー効率の話はあちこちでちょっと話が出る程度で、実際の議論はありませんね。色々な方法はあると思いますが、ルーターの場合エネルギー効率を設定するのはサーバーやストレッジよりは簡単です。ワットあたりのスループットを求めれば良いからです。


原文ここ。

Data center をsmart gridへ取り込み

現在のsmart gridは一般家庭を対象としています。それぞれの家庭に毎月メーターを読みに行くのは面倒で経費も掛かります。これを自動化できればとうことで、私の住む地域のPacific Gas & Electricでは2006年から双方向に通信可能なメーターを取り付け始めています。私の地域は今年の9月から1年かけて既存のメータ取り替えて行くようです。全世帯の電力消費は全てのデータセンターの電力消費より多く、メーターを読みに行くということを考えれば、今の焦点は仕方ないのかも知れません。

しかし、１つのデータセンターでの電力消費は1世帯の消費よりはるかに大きく、その伸びは他よりも大きいですので、データセンターもこのsmart grid接続することを考慮すべきでしょう。しかも、いくつかのデータセンターではそれぞれの装置に無線のセンサーを取り付け、電力消費、温度、湿度などをモニターして計測始めています。これを拡張してsmart gridへと接続できれば、実時間で電力費や供給状態を把握でき、それに応じてアプリを他のデータセンターへ移動することも考えられますし、場合によっては必要のない装置を停止したすることも可能となります。

原文ここ。

smart gridの説明 （power grid とdata center 1.0 と 2.0版）

Smart gridは簡単にいうと情報双方向の電力網かと。色々な要素があります。一般的に電力網は

• 発電
• 送電
• 配電

に分かれます。消費する側は家庭やビジネスです。ところが、どうも色々読んでいるとビジネス側が落ちていて家庭の話ばかり書いてあります。それはさておき、今日はsmart gridがなにかをデータセンターの進化に合わせて紹介している記事があったので、それについて。

仮想化以前のデータセンターは存在するリソースを有効に使えず、必要のないところにたくさんのリソースをあてがったり、必要なところには持ってこれなかったりでした。これをデータセンター1.0と呼びます。仮想化を適用できるようになって、このような問題は解決することができるようになり、必要に応じて必要なだけのリソースを適用できるようになりました。これをデータセンター2.0と呼びます。同様に実際の需要の情報が分からないため、発電量やどこへ送電するのが一番良いかを決められずにやっていたのが、電力網1.0。そこに、知力を導入してどのくらい発電してどこへ送電するのが良いのかを決定できるのが電力網2.0です。この説明は非常に分かりやすいと思います。もちろん、このためには消費する側からの情報が必要となります。このため、双方向の情報の流れが必要となります。

でも、多くの記事では家庭からのフィードバックからばかり書いてありますが、ビジネスに関してはあまり触れてありません。今までデータセンターの電力消費を扱ってきたので、このあたりも今後考えて行きます。

原文ここ。

データセンターの実装の選択

画面をクリックすると拡大

どうも、巷ではデータセンターとcloud computingを分ける傾向があるようですが、どのレベルで考えるかでどちらも同じだと思うのですが。ところで、企業がデータセンターを持つ場合、自前なのかアウトソースすべきかは以前にも書きました。色々な要素があるので、一概には言えませんが、例えば

• 費用
• コントロール
• セキュリティ
• 時間

なんかが主な要素でしょう。簡単に表にまとめて見ました。定性的なんで定量的な解析が入りますが、まあ第一歩かと。

原文ここ。

smart gridのシンポージアム(その１）

海の中に設置されたWind発電機　（上）Denmarkの発電所の推移(中）とSilver Spring Networksの発表（下）

smart gridのシンポジアムに参加して来ました。詳細は英語版を見ていただきたいのですが、
一番印象に残ったことは、電力配布網は非常にインターネットや電話網に似ているということです。そうであれば、インターネットや電話網について知って居る人多々いるので、技術的にはいけると思います。更に、予算が付いていることも強みです。前にも書いたかも知れませんが、silver spring networks社は最初のVCが付いてから、数年間は再生可能エネルギーへの関心が高くて、smart gridへのインフラや技術は「ダサイ」と言われて全く投資が来ませんでした。ところが、マーケットの崩壊、stimulus package、エコなどという風が吹いて突然凄い注目を浴びるようになりました。写真はその発表の様子ですが、この人は元Ciscoの社員で、Ciscoでやっていた仕事や知識が今の仕事に役に立つと言ってました。

確かに、Denmarkはsmart gridでは進んでます。過去２０年ほどの間に、数箇所だった発電所も再生可能エネルギーの小型の発電所がたくさんできました。国土が狭いことと首都に人口が集中していることを考えると米国（２００倍の国土と６００倍近い人口）に簡単には適用できないかなあとも思います。日本と比べると人口は３００分の１で、国土は9分の１ですね。でもあまり、山もないしそこが違うかと。

原文ここ。

自動メーター装置（smart grid)

自動メーター装置（smart grid)はsmart gridを構成する大きなコンポーネントの１つです。

原文ここ。

smart gridのシンポージアム

今日と明日smart gridのシンポージアムに参加してきます。場所はシリコンバレーのVC（ベンチャーキャピタル）のオフィースが集中するMenlo Parkです。これはシリコンバレー・デンマークが主催して、デンマークの会社と米国のＶＣが参加します。デンマークは世界一（？）進んでいるとのことで。。。。。


原文ここ。

エネルギー源：PGEと全米平均

ここ北カリフォルニアはPG&Eという東電と東京ガスが一体になった会社が電気とガスを供給しています。私のオフィースは度々出てくるSilicon Valley Powerです。これはSanta Clara市の経営です。最近電力源の詳細が電力料金請求書にありました。全米と比較すると圧倒的に石炭（全米だと48%、PG&Eは2%)で逆にに天然ガスは全米16%でPG&Eは47%で、原子力も再生可能エネルギーもPG&Eの方が全米平均より大きいです。

再生可能エネルギーの内訳を見ると以外にソーラーが低いです。

原文ここ。

Smart Gridに使われる技術

Smart Gridに使われる技術は大きく分けて５つほどあります。

1. 通信のインフラ
2. 計測のためのセンサー
3. コンポーネント
4. 制御
5. UI

最近CiscoがSmart Gridの分野に参入すると発表しましたが、#1や#2を見ていると成る程と納得できます。当然こういった技術が浸透するには、標準が大事になります。標準の団体は

• NIST
• ANSI
• IEEE
• GridWise
• Zigbee

が関係しています。

原文ここ。

私の記事 第11回 「自然の力」を活用した冷却とは」

前回は，従来型の2重床を使った冷却方法だけでは，次世代のデータセンターに対応できないことを説明した。今回は，最近注目されている新しい冷却技術について話しを進める。

リンクはここ。