上から横から全部見せます!「1Uサーバ」

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製品の基礎をきちんと理解! IT製品解体新書

上から横から全部見せます!「1Uサーバ」

2008/08/25


 サーバルームを持っている企業や大学、病院などではタワー型サーバからラックマウント型サーバへリプレースするケースが相次いでいる。その中で筺体のサイズが19インチラックの1区画にちょうど収まるサイズであり、拡張も可能な1Uサーバはサーバルームの有効活用に適した製品で、底堅い需要があり、今後も選択する場面が多くなることが予想される。
 そこで本稿では、1Uサーバの基礎知識について、主にハードウェアの詳細や管理機能を中心に取り上げる。また低消費電力に対応する最新動向、技術を紹介する。
 また、IT製品選び方ガイドの1Uサーバ特集では、製品を選ぶ際のポイントについて「基本編」と「応用編」に分けて、詳細に解説しているので、そちらもぜひ参考にしてほしい。

1Uサーバ

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1Uサーバの中身をすべて解体しよう!

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1Uサーバの基礎知識

 数多くのサーバを保管するデータセンタでは、その集積率を高めるため、19インチラックと呼ばれるキャビネットが使われている。19インチラックはEIA(米国電子工業会)という団体の規格に基づいており、ラック自体の幅は60センチほどだが、中に支柱があり、その支柱に機器を取り付けるようになっている。その幅が19インチ(約48センチ)であることからその名が付けられている。このラックに積み重ねていく、平たい機器の厚さをユニットという単位で管理し、1ユニット(1U)が44.5ミリ、高さ2メートルほどのラック全体で40Uから42Uほどの機器を取り付けることができるようになっている。
 ラックマウント型サーバは、1U以外にも、2U、4Uなどさまざまな厚さの製品が販売されている。2Uは1Uの倍、4Uは1Uの4倍ということになるが、実際には上下の隙間を考えて1Uで4.3センチ弱、2Uで8.5センチ前後、4Uで17センチ強程度だ。1Uの厚さ4.3センチといえば煙草の箱の半分程度の厚さしかない。ユニットが大きく厚くなれば、パーツがたくさん搭載できるため、一般的に1Uより2Uのほうが性能がよく耐障害性も強く、その分高価である。データセンタでハウジングサービスを受ける場合には、ユニット単位で料金がカウントされる。

■1Uサーバの基本的な構成

 ここで、気になる1Uサーバのふたを開け、中身を見てみよう。(写真1)
 現在市販されている1Uサーバは、価格が5万円を切っているものから、20万円を超えるものまで幅広い。価格の差は、主にCPUとマザーボード、HDDによるところが大きい。

写真1 1Uサーバの上から見た解体図
(デル:「Power Edge R300」)
写真1 1Uサーバの上から見た解体図(デル:「Power Edge R300」)
資料提供:デル

CPUとマザーボード
 低価格モデルはインテル製Celeronを搭載していることが多いが、主流はCore 2 DuoなどのマルチコアCPU。2プロセッサ(2WAY)搭載マザーボードや4プロセッサ(4WAY)搭載マザーボードもあるが、デュアルコアCPUあるいはクアッドコアなど性能の良いマルチコアCPUが登場し、シングルプロセッサモデルに人気が集まり始めている。

HDD
 低価格モデルのほとんどがSATA2規格のHDDを搭載している。かつて1Uサーバでは、その収納能力から3.5インチHDD(EIDE)を2台搭載し、ミラーリングするのがやっとであった。またホットスワップに対応していなかったため、HDDの交換時に電源を落として、ケースを開ける必要があった。しかし最近では、ノートPCやゲーム機で採用されている2.5インチHDD(SATA)を採用することで、HDD×6台を1Uサイズに収納し、RAID5が可能な製品も登場している。また、SATAの技術を応用したSCSIインターフェース規格であるSAS(Serial Attached SCSI)のコントローラを搭載し、SASがSATAとも互換性があるため、SATAとSASの両方が使える製品も多い。

電源
 冗長性を考えるとHDDに続いて電源の冗長化が問題になるが、電源部がコンパクトになったため、1Uでも冗長化し、ホットスワップが可能な製品もある。

インターフェース
 インターフェースは使い勝手を左右するきわめて重要なポイントである。ラックマウント型サーバの場合、上下はほかの機器で、左右はラックでふさがれてしまうため、前面と背面にしかインターフェースを付けられない。その上で多くのラックが溜まる熱を背面に排出するようになっているため、前面から背面へと排熱する設計にせざるをえず、結果的に排熱用のファン類も前面と背面に集中する。この密集した状態でも多くの1Uサーバは、以下のようなインターフェースを持っているのが普通だ。

1Uサーバのインターフェース
 1Uサーバのインターフェース
USBコネクタはキーボードやマウス以外に、USB接続のFDDやHDDなどの各種ドライブ、USBメモリなどのメディアを装着する。
写真2 1Uサーバの前面と背面
(デル:「Power Edge R300」)
写真2 1Uサーバの前面と背面(デル:「Power Edge R300」)
デル製品を例に挙げると、背面とともに前面にもモニタ用コネクタがある。リモート管理機能で先行しているHPやNEC製品では、リモート管理用のNICが別途用意されている。
資料提供:デル
■ここにも注目!1Uサーバの機能

 かつては、コンシューマ向けPCを1Uサイズに詰め込んだだけで、CPU用ファンが真上を向き、それを上面のシステムカバーがふさいでいたため、ドリルで穴を開けたという笑えない話もある1Uサーバだが、現在の製品はきちんと作りこまれており、使い勝手が数段良くなっている。

排熱処理
 最新CPUや大容量HDDなどの発熱しやすいパーツを、高度に集積している1Uサーバだけあって、その発熱量はたしかに多い。しかし大幅に性能が向上しており、サーバの排熱処理について注意すべきことはほとんどない。あるとすれば、発熱に応じて取り付けられている大型ファンの騒音だろう。家庭向けPCやノートPCとは比較にならないほどの騒音がする。

識別用LED
 製品の中には識別用LEDと呼ばれるランプが装備されている場合がある。識別用LEDは、前面と背面の双方についており、どのサーバにどのケーブルが接続されているのかが一目で分かるようになっている。これは、サーバの背面にまわって作業するときに誤って別のサーバに接続されたケーブルを抜いてしまわないようにするために用いられる。前面側で識別スイッチを押すと、背面のLEDも点滅を繰り返すため、混同するようなことがない。

自己診断LED
 サーバに障害が発生したようなとき、サーバ自身が、LEDなどの色や点滅具合で障害内容とその箇所を知らせてくれる製品も多い。LEDではなく小さいパネル状(LCD)の画面があり、「CMOS Batt」(CMOSバッテリの電圧が弱い)、「Temp Ambient」(システムの温度が許容範囲外)など障害に関するメッセージや、「SAS Cable A」(SASケーブルが接続されていないか不良)などセットアップ時の警告を表示する製品もある。

モニタコネクタ
 ラックマウントサーバはリモートから管理するのが一般的だが、停電によってHDDがクラッシュしたり、CPUファンが停止し暴走してしまったりすると、再起動時にOSがブートしない状態に陥ってしまうこともある。そのような際は、キーボードとモニタ(OSによってはマウスも)が欠かせない。しかし、ラック内にあるサーバすべてに1つずつキーボードやモニタを接続するわけにもいかないため、KVMスイッチ(キーボード切替器)を使うことになる。
 ラックマウントサーバでは、キーボード・マウス用のPS/2コネクタやモニタコネクタが背面にあり、背面で機器を接続するが、製品によっては背面とは別に前面にもモニタコネクタがある。前面にあれば、普段はキーボードもモニタも接続せず、緊急時にだけ前面のコネクタから接続するような使い方ができる。モニタ、キーボード、マウスがセットになっているクラッシュカートと呼ばれるセットもあり、サーバがクラッシュしたとき、前面に接続してサーバを操作できる。

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