シンガポールA*STARと地元中小企業が、エネルギー消費量を最大50％削減するデータセンター用冷却システムの画期的な開発

A*STARのハイパフォーマンス・コンピューティング研究所（IHPC）とシンガポールのデータセンターソリューション企業ERS Industries Pte Ltdは、革新的な熱交換と相変化の手法を用いてデータセンターのエネルギー消費を最大50％削減することができるエネルギー効率の高い冷却システム「KoolLogix」を開発しました。IHPCは数値流体力学を用いて、KoolLogix冷却システムの製品設計を加速・最適化し、その性能を検証しました。

デジタル経済の成長は、5G、人工知能（AI）、モノのインターネット（IoT）などの新技術に支えられ、データセンターの需要が高まることを意味します。シンガポールでは約60のデータセンターが、2020年の国内総電力消費量の約7％を占めています。また東南アジアでは、デジタルインフラやデータセンター開発への投資が引き続き活発に行われ、世界的に最も成長しているデータセンターハブの一つになると考えられます。

「データがデジタル経済のバックボーンを形成しているため、データセンターには大きな需要があります。しかしデータセンターは二酸化炭素排出量増加に大きく貢献しています。IHPCはERS Industries社と協力して、計算流体力学とHPCの能力を活用し、このような新しい冷却ソリューションを使ってデータセンターの持続可能な運営を支援できることを嬉しく思います。今回の官民パートナーシップは、企業が革新的な技術を採用して競争力を高め、新市場や新製品への進出を促進するというA*STARの取り組みを証明するものです」- A*STARハイパフォーマンス・コンピューティング研究所(IHPC)エグゼクティブ・ディレクター リム・ケン・ホイ博士

しかしデータセンターは水と電気を集中的に使用しており、Digital Realty社とEco-Business社の調査によると、データセンターの冷却システムは通常、データセンターの運営に必要な総電力の35～40％を使用していると推定されています。2019年、シンガポール政府は持続可能な方法で二酸化炭素排出量を削減しながら成長させるために、新たなデータセンターの開発を一時的に休止することを業界に通知しました。

「私たちは、データセンターのお客様が複雑なスペースと熱管理の問題を解決するための特徴的な機能を備えた革新的な省エネ熱管理ソリューションKoolLogix冷却システムの開発において、A*STARのIHPCと提携できたことを嬉しく思います。IHPCが提供する数値流体力学モデリングとシミュレーションのサポートは、我々の製品開発プロセスに大いに役立ち、KoolLogixの市場投入までの時間を短縮することができました。ラックソリューションから、データセンター向けの環境に優しいサーマルソリューション企業への変革過程は、OTRプログラムによって熱心にサポートされました。OTRプログラムは、私たちの戦略的計画と開発ロードマップを明確にするのに役立ちました。私たちは、JTCのグリーンイニシアチブの一環として、JTCがサポートするCDCのカスタマイズされたR&DサイトでKoolLogixソリューションを検証できることを嬉しく思います。厳しい環境下でのテストと評価の結果、KoolLogixが課題を克服し、アジア太平洋地域の平均指標である1.69と比較して、CDCのPUEは1.29を達成しました。今回の成功により、MAI-CDCから次の本拠地プロジェクトへの参加要請を受け、2022年第2四半期までにPUE < 1.2を達成し、地域への展開を開始できることをうれしく思います」。

– ERS Industriesとそのスピンオフ企業KoolLogix Pte Ltdの最高経営責任者（CEO）CK チョン氏

革新的な冷却システムの特徴

IHPCによるコンピュータシミュレーションにより、物理現象を詳細に把握し、設計プロセスを迅速に進めることができます。

これらの機会と、より効果的な冷却ソリューションの必要性を認識し、IHPCとERSは、データセンターの冷却方法を変革する相変化物理学を用いた新しい冷却ソリューションであるKoolLogix冷却システムを共同開発しました。

KoolLogix冷却システムは従来のCRAC（Computer Room Air Conditioning）冷却システムと比較して、サーバーの熱を直接除去するターゲット冷却を実現しています。またこのシステムは、サーバーから排出される廃熱を冷媒の相変化サイクルにリサイクルして再利用します。このような斬新な設計により、大幅な省エネを実現し、CO2排出量を削減することができます。

また、この冷却システムはモジュール化されており、冷却要件に応じて拡張することができます。これにより、CRACシステムにつきものの、床材、列状冷却装置、ブースターファン、冷媒ポンプやコンプレッサー、アイルコンテインメントシステムの使用などの高額なオーバーヘッドコストが不要になります。

イノベーション・エコシステムにおける公的機関や企業とのパートナーシップ

A*STARのT-Upと呼ばれる地元企業への人材出向制度の一環として、IHPCのリー・ホンイン博士は2019年にERS Industries社に出向し、KoolLogix冷却システムの高度な計算流体力学モデルを開発しました。リー博士は、SME Day 2020@SWITCHでT-Up Emerging Talent Award[5]を受賞し、Underwriters Laboratories ASEAN-US Science Prize for Women 2021の受賞者でもあります。

「JTCは、低炭素経済への移行を支援しており、私たちのエステートは、ゲームチェンジャーのイノベーションやサステナビリティ技術の導入のための生きたテストベッドとして機能しています。このようなテストベッドは、より持続可能なシンガポールという目標に一歩近づけてくれます」と述べています。- JTC InfoComm Media & Start-Up Clusterのディレクター、ソフィア・ウン氏

KoolLogix冷却システムは、アジアで急速に成長しているデータセンターを開拓するための今後の成長戦略の一環として、他のASEAN地域にも提供される予定です。

「今回のMAI-CDCプロジェクトでは、目的外の施設を使用していましたが、開始から3ヶ月以内に完全なデータセンターとしての運用を完了できたことを嬉しく思います。この偉業は、CDC-KoolLogix冷却ソリューションの導入によって達成され、1.29というPUEの達成は実に素晴らしいものです。これにより、CDCはこの地域で最もエネルギー効率の高いデータセンターの1つとして最前線に立つことができました。この革新的な冷却ソリューションを、シンガポール、インドネシア、その他の地域のデータセンターに大量導入することを確信しています。シンガポールに本拠地を置く、成長著しい地域のデータセンター事業者として、地元で開発されたソリューションがこのようなレベルで機能していることは非常に心強いことです。次のマイルストーンは、2022年第3四半期までに、シンガポールのデータセンター事業者として初めてPUE1.2以下を達成することです。これは、KoolLogix社とのパートナーシップによるスケールアッププロジェクトで、CDCをこの地域で最も効率的なデータセンター事業者にすることです。土地の少ないシンガポールでは、カスタマイズされたデータセンター施設を必要とせずに、このような低いPUEを達成する能力は、社内のAIを搭載したDCIMシステム（グリーン環境要件内でのエネルギー効率の流れと使用を監視、制御、活用する）と低カーボンフットプリントソリューションと相まって、経済のデジタル化をサポートする上で大きな役割を果たすでしょう。」 – メディア・アクセス・インターナショナル最高経営責任者（CEO）ウン・フー・セン氏

W.Media (VINCENT LIEW)より抄訳・転載