JP5427836B2 - コンテナ型データセンター - Google Patents

Description

本発明は、データセンターの構成に係る技術に関し、特に、貨物輸送用のコンテナ等の運搬が可能な構造物にサーバ等の機器を設置するいわゆるコンテナ型データセンターに適用して有効な技術に関するものである。

近年、企業等によるＩＴ技術の利用の進展により、業務上利用する情報処理システムに係るサーバ等のコンピュータ機器やネットワーク機器などの多数のＩＴ機器をデータセンターに集約して配置し、一元的に運用管理を行う形態がとられる場合が多い。これらの形態には、例えば、自社で独自に運用管理を行う形態や、ＩＴベンダー等に運用管理を委託する形態、ＩＴベンダー等が保有して運用管理するＩＴリソースを必要に応じてユーザに提供するクラウドコンピューティングサービスの形態などがある。また、データセンターについても、自社で保有する形態や、ＩＴベンダー等が保有して運用管理するデータセンターに間借り等する形態などがある。

上記のような各種形態で利用されるデータセンターには、主に、多数のＩＴ機器を安定して稼動させるための各種ファシリティ（例えば、冗長化された電源設備や、ネットワーク回線、空調等の冷却・排熱設備、機器配置に適したフロア構造、耐震構造、セキュリティ設備など）を保有する専用の大型の施設が利用されている。

一方で、データセンターをより簡易的に迅速に設置したいというニーズに応えるものとして、貨物輸送用のコンテナ等にサーバ機器やネットワーク機器、電源・空調などのデータセンターにおける設備要素を設置し、コンテナ１つでデータセンターとして機能することができる、いわゆるコンテナ型データセンターなどの小型・可搬型のデータセンターの利用が広がりつつある。例えば、米国特許第７２７８２７３号明細書（特許文献１）には、貨物輸送用のコンテナ等に複数のコンピュータを搭載した１つ以上のモジュールと冷却用の空調システムからなるモジュール型データセンターが記載されている。

また、例えば、特開２００３−１７７８３６号公報（特許文献２）には、直方体状のルームボックスとルームボックス内の各種機器とから構成され、その側壁および天板に施された電磁シールドと、床の裏面に取り付けられた制振脚と、ドアの脇部に取り付けられた入退室管理およびセキュリティ管理を行うエントリシステムと、サーバを動作させるための直流電源を提供する電源装置と、端末装置が接続される配線パネルと、外部から光ファイバを通して入力される光信号を電気信号に変換し、サーバへ出力する光アクセス装置と、室内を常時撮像する映像監視装置とを有することで、簡単に設置することができ、かつ、設置の日から直ちに使用することができる可搬型コンピュータルームが記載されている。

このような可搬型のデータセンター（以下では総称して“コンテナ型データセンター”と記載する）は、短期間で容易・迅速に構築可能で低コストであり、また、可搬性があって設置場所等の制約も少ないという利点を有する。さらに、複数のコンテナを組み合わせるビルディングブロック方式をとることにより、コンテナ単位での増設や撤去が容易であり、無駄な投資を回避しつつ拡張性・柔軟性を向上させるという利点も有する。

米国特許第７２７８２７３号明細書 特開２００３−１７７８３６号公報

従来のコンテナ型データセンターでは、内部でのサーバ機器等の配置に関して、貨物輸送用のコンテナ等の限られたスペースを効率的に利用するべく、できるだけ多くのサーバ機器等を配置することが主に求められてきた。従って、コンテナ内でのサーバ機器等（通常はそれぞれラック内に収納される）は、通常、コンテナの床面における長辺方向（コンテナの長さ・奥行き方向）に沿って一列もしくは複数列に並べて配置される。

しかしながら、各種ラックをこのように配置した場合、各ラックの前面側および背面側における保守員等の作業スペースは、コンテナの床面の短辺方向の長さ（コンテナの幅）に依存することになる。一般的な貨物輸送用のコンテナの幅は８フィート（約２．４ｍ）で規格化されているため、例えば、奥行きが１ｍのラックを１列配置した場合、作業スペースは最大でも８０〜９０ｃｍ程度（例えば、ラック背面側の作業スペースを５０ｃｍとしてラック前面側の作業スペースを９０ｃｍとする等）しか確保することができない。

すなわち、従来のコンテナ型データセンターは、保守員等の快適性や保守容易性を犠牲にしても、サーバ機器等の収納力を向上させることを主な目的としていた。しかし、このように狭い作業スペースの場合は、例えば汎用サーバ等、ラックの奥行き全体を要するようなサイズ（奥行き１ｍ程度）の機器等では、搬入やラックへの設置等の作業自体も行えない、もしくは困難な状況となり、専用のサーバ機器等の設計が必要となるなど、低コストで簡易・迅速にデータセンターを構築するというコンテナ型データセンターの特徴を活かすことができない場合も生じる。

そこで本発明の目的は、ラックの前面側および背面側の作業スペースを十分に確保することができるコンテナ型データセンターを提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

本発明の代表的な実施の形態によるコンテナ型データセンターは、直方体の形状を有する運搬可能な構造物の内部に、電源設備および空調設備を有し、サーバ機器およびネットワーク機器を含む各種機器を収納する複数のラックが列状に配置されたコンテナ型データセンターであって、以下の特徴を有するものである。

すなわち、コンテナ型データセンターは、前記ラックの列が、前記構造物の床面における短辺方向に沿って複数配置されており、前記ラックの各列について、第１のラックの列の前面側が、前面側で隣接する第２のラックの列がある場合に、前記第２のラックの列の前面側と相対し、前記第１のラックの列の背面側が、背面側で隣接する第３のラックの列がある場合に、前記第３のラックの列の背面側と相対するように配置されており、前記ラックの各列の前面側もしくは背面側の作業スペースの少なくとも一方の大きさが、前記ラックの奥行きより大きいことを特徴とするものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

本発明の代表的な実施の形態によれば、コンテナ型データセンターにおいて、ラックの前面側および背面側の作業スペースを十分に確保することができ、快適性および保守容易性を大きく向上させることが可能となる。

本発明の一実施の形態であるコンテナ型データセンターにおけるラック等の配置の例について概要を示した上面図である。 本発明の一実施の形態のコンテナ型データセンターにおけるラック等の配置の例について概要を立体的に示した斜視図である。 本発明の一実施の形態のコンテナ型データセンターにおけるラック等の配置の別の例について概要を示した上面図である。 従来のコンテナ型データセンターにおけるラック等の配置の例について概要を示した上面図である。 従来のコンテナ型データセンターにおけるラック等の配置の例について概要を立体的に示した斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下においては、本発明の特徴を分かり易くするために、従来の技術と比較して説明する。

図４は、従来のコンテナ型データセンターにおけるラック等の配置の例について概要を示した上面図である。また、図５は、図４に示したような従来のコンテナ型データセンターにおけるラック等の配置の例について概要を立体的に示した斜視図である。図４、図５に示すように、従来のコンテナ型データセンター２では、一般的に、上述したように、コンテナ２０内に複数のラック２１および設備盤２２が、コンテナ２０の床面における長辺方向（コンテナの長さ・奥行き方向）に沿って一列に配置されている。

ここで、ラック２１は、サーバ機器やネットワーク機器、ＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply：無停電電源装置）、空調機器などの、データセンターとしての稼働に必要な各種機器や装置を１つ以上まとめて収納することができる構造物であり、一般的にそのサイズは規格化されている。また、設備盤２２は、電源やネットワーク等の各種設備を管理・制御したり利用したりするためのインタフェースである。

コンテナ型データセンター２は、さらに、コンテナ２０の床面における一方の短辺側に入口２４を有し、入口２４に接する部分に、コンテナ２０の外部と、ラック２１を収納する領域とを仕切る領域である前室２３を有する。この前室２３を有することによって、例えば、コンテナ型データセンター２が夏季に屋外に設置される場合などでは、ラック２１を収納する領域が外気と接触することを回避し、内部の冷却効率を維持することができる。

ここで、上述したように、例えば、ラック２１の奥行きを１ｍとした場合、ラック２１の背面側作業スペース２７として６０ｃｍを確保すると、前面側作業スペース２６は７５ｃｍ程度しか確保することができない。従って、汎用サーバ等、ラック２１の奥行き全体を要するようなサイズ（奥行き１ｍ程度）のサーバ機器等では、搬入やラック２１への設置等の作業自体も行えない、もしくは困難な状況となることから、汎用サーバを利用することができずに、専用のサイズのサーバ機器等を設計・製造することが必要となる場合もある。

そこで、本発明の一実施の形態であるコンテナ型データセンターでは、各種ラックをコンテナの短辺方向に沿って複数列配置することで、ラックの前面側および背面側の作業スペースを十分に確保する。図１は、本発明の一実施の形態であるコンテナ型データセンターにおけるラック等の配置の例について概要を示した上面図である。また、図２は、図１に示したような本実施の形態のコンテナ型データセンターにおけるラック等の配置の例について概要を立体的に示した斜視図である。

図１、図２に示すように、本実施の形態のコンテナ型データセンター１では、コンテナ１０内に複数のラック１１が、コンテナ１０の床面における短辺方向（コンテナの幅方向）に沿って２列配置されている。なお、各列のラック１１は、それぞれ前面、背面が同じ方向になるよう配置されているものとする。

一般的な貨物輸送用のコンテナ１０の長さは２０フィート（約６ｍ）もしくは４０フィート（約１２ｍ）であるため、例えば２０フィートのコンテナ１０を利用して奥行きが１ｍのラック１１を図１に示すように配置した場合、ラック１１の前面側に１７０ｃｍ程度という十分な大きさの前面側作業スペース１６を確保することができる（本実施の形態では、ラック１１の作業スペースについて、ラック１１の列と垂直方向の長さを「大きさ」と表現するものとする）。従って、例えば、前面側作業スペース１６の図示するような位置に設備盤１２を配置しても十分な余裕を有し、快適性および保守容易性を大きく向上させることができる。また、ラック１１の奥行き以上の大きさの前面側作業スペース１６が確保できるため、汎用サーバ等、ラック１１の奥行き全体を要するようなサイズのサーバ機器等でも容易に搬入・収納することができる。

なお、本実施の形態では、ラック１１の前面側作業スペース１６が背面側作業スペース１７よりも大きくなるよう構成しているが、逆に、背面側作業スペース１７が大きくなるように構成してもよい。

ここで、図示するように、２列の各ラック１１をそれぞれ背面側で相対するように配置することで、背面側作業スペース１７を２列で共有し、各列で個別に背面側作業スペース１７を設けるよりもスペースを効率的に使用することができる（図１の例では７０ｃｍの背面側作業スペース１７を２列の各ラック１１で共有する）。ラック１１に収納されたサーバ機器等に対して保守員等により行われる作業の頻度は、（特に背面側の場合）それほど高いものではないため、背面側作業スペース１７を２列の各ラック１１で共有しても実用上支障はない。

さらに、本実施の形態では、図示するように、背面側で相対する２列のラック１１の組の端部と接するように、前室１３および入口１４をコンテナ１０の床面における一方の長辺側に設け、２列のラック１１の組と合わせて、ラック１１の各列の前面側の作業スペースが、２つの前面側作業スペース１６に仕切られた状態とするとともに、前室１３から、２つの前面側作業スペース１６、および背面側作業スペース１７に対してそれぞれ扉等を介して往来可能とする。これにより、内部の冷却効率を維持するとともに、保守作業の容易性を維持することができる。

さらに、本実施の形態では、図２に示すように、ラック１１の各列および前室１３と、コンテナ１０の天井との間に空間を設け、さらに、空調機器を、従来のコンテナ型データセンター２で一般的に用いられていたようなラック型の空調機器ではなく、例えば、業務用等で一般的に用いられているような天吊型空調機１８として、前面側作業スペース１６の上方の天井部分に配置する。これにより、作業用スペースをさらに効率的に利用可能とする。なお、図２に示すような構成では、背面側作業スペース１７は、ラック１１内の機器からの排熱が放出されるホットエリアとなり、２つの前面側作業スペース１６は、天吊型空調機１８からの冷風が供給されるコールドエリアとなる。

なお、機器等の搬入の容易性を確保するために、コンテナ１０の床面における各短辺側に、図示するように搬入口１５を設けるようにしてもよい。また、図１、図２の例では、コンテナ１０の長さを２０フィートとしているが、４０フィートのコンテナ１０を用いることもできる。この場合、ラック１１の列を２列以上有していてもよい。このとき、ラック１１の各列について、それぞれ、その前面側が、前面側で隣接するラック１１の列の前面側と相対し、その背面側が、背面側で隣接するラック１１の列の背面側と相対するように配置する。これにより、隣接するラック１１の列の間で、背面側作業スペース１７だけでなく前面側作業スペース１６についても共用し、スペースを効率的に使用することができる。ラック１１の列数に応じて前室１３および入口１４を複数有していてもよい。

さらに、本実施の形態では、コンテナ型データセンター１の用途を、サーバ機器等を運用管理する通常の“データセンター”として利用する場合を例としているが、各列のラック１１の前面側作業スペース１６が仕切られた構造となっていることを利用して、例えば、前面側作業スペース１６のいずれかを簡易的なオフィスとして利用することも可能である。

図３は、本実施の形態のコンテナ型データセンター１におけるラック１１等の配置の別の例について概要を示した上面図である。図３の例では、図１におけるラック１１の列の一方を配置せず、代わりに、例えばデスクおよび椅子等の什器とＰＣ（Personal Computer）等のクライアント端末１９やプリンター等の周辺機器を有する業務スペースを配置して、搬入口１５を出入口とする簡易の窓口などのオフィスエリアを構成する。また、もう一方のラック１１の列の背面側作業スペース１７との間を間仕切り等で仕切る。これにより、例えば、災害時等における役所等の簡易的・一時的な出張所や移動オフィスなどを簡易・迅速に構築することができる。

一般的に、サーバ機器などは、プリンターから出されるトナーなどの微細な粉塵や埃などに弱く、これらに近接する場所や開放された場所に設置して使用する際に影響を受ける場合がある。しかしながら、本実施の形態のコンテナ型データセンター１では、従来のコンテナ型データセンター２と異なり、前面側作業スペース１６が仕切られていることから、これを利用して、そのいずれかを簡易オフィスとして容易に利用可能としつつ、ラック１１に収納されたサーバ機器等の運用管理も並行的に行うことを実現することができる。

以上に説明したように、本発明の一実施の形態であるコンテナ型データセンター１によれば、ラック１１の前面側および背面側の作業スペースを十分に確保することができるため、快適性、保守容易性を大きく向上させることができる。また、作業スペースが広いことから、汎用サーバでも容易に搬入してラック１１に収納することが可能である。

また、データセンターとしての機能を維持しつつ、仕切られた作業スペースの一部を簡易的なオフィス等として利用することも容易に可能であり、コンテナ型データセンター１の持つ可搬性という特徴をより有効に活用することが可能である。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、本実施の形態では、貨物輸送用のコンテナにサーバ機器等を収納する場合を例として説明したが、貨物輸送用のコンテナに限らず、運搬が可能であり、直方体の形状を有し、内部にサーバ機器等を収納することができる容量を有する構造物であれば適宜利用することが可能である。

本発明は、貨物輸送用のコンテナ等の運搬が可能な構造物にサーバ等の機器を設置するいわゆるコンテナ型データセンターに利用可能である。

１、２…コンテナ型データセンター、
１０、２０…コンテナ、１１、２１…ラック、１２、２２…設備盤、１３、２３…前室、１４、２４…入口、１５…搬入口、１６、２６…前面側作業スペース、１７、２７…背面側作業スペース、１８…天吊型空調機、１９…クライアント端末。

Claims (3)

1. 直方体の形状を有する運搬可能な構造物の内部に、電源設備および空調設備を有し、サーバ機器およびネットワーク機器を含む各種機器を収納する複数のラックが列状に配置されたコンテナ型データセンターであって、
   前記構造物は貨物運搬用のコンテナからなり、
   前記ラックの列が、前記構造物の床面における短辺方向に沿って複数配置されており、
   前記ラックの各列の第１の端部は、前記構造物の床面における第１の長辺を一辺とする第１の壁面の内側に接しており、
   前記ラックの各列について、第１のラックの列の前面側が、前面側で隣接する第２のラックの列がある場合に、前記第２のラックの列の前面側と相対し、前記第１のラックの列の背面側が、背面側で隣接する第３のラックの列がある場合に、前記第３のラックの列の背面側と相対するように配置されており、
   前記ラックの各列の前面側もしくは背面側の作業スペースの少なくとも一方の大きさが、前記ラックの奥行きより大きく、
   前面側もしくは背面側で相対する２列の前記ラックの組のそれぞれの、前記第１の端部とは反対側の第２の端部に一方の壁面が接し、前記構造物における前記第１の壁面に対向する第２の壁面の一部を他方の壁面とする前室を有し、
   前記前室は、前記他方の壁面に入口を有し、前記前室に接する前記ラックの列のそれぞれの前面側および背面側の作業スペースに対して、扉を介して往来可能なように構成されていることを特徴とするコンテナ型データセンター。
2. 請求項１に記載のコンテナ型データセンターにおいて、
   前記構造物における、前記ラックの列の前面側もしくは背面側の作業スペースの上方の天井部分に、天吊型の空調機器を有することを特徴とするコンテナ型データセンター。
3. 請求項１または２に記載のコンテナ型データセンターにおいて、
   前記構造物の床面における一方の短辺側に出入口を有し、前記出入口に隣接する第４のラックの列と、前記第４のラックの列に隣接する第５のラックの列との間を仕切るとともに、前記第４のラックの列を、クライアント端末および周辺機器を有する業務スペースに置換して簡易の窓口もしくはオフィススペースとしたことを特徴とするコンテナ型データセンター。

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