成果報告書詳細
管理番号20130000000336
タイトル平成21年度-平成24年度成果報告書 グリーンネットワーク・システム技術研究開発プロジェクト(グリーンITプロジェクト) エネルギー利用最適化データセンタ基盤技術の研究開発 サーバの最適構成とクラウド・コンピューティング環境における進化するアーキテクチャの開発 クラウド・コンピューティング技術の開発
公開日2013/6/15
報告書年度2009 - 2012
委託先名日本電気株式会社 独立行政法人産業技術総合研究所 株式会社IIJイノベーションインスティテュート
プロジェクト番号P08017
部署名省エネルギー部
和文要約本研究開発は、異なるアプローチによる5つのサブテーマ、および各サブテーマによるITシステム、データセンタにおける消費電力削減効果を検証する全体統合からなる。
サブテーマ1「新しい管理空間によるデータ管理技術の研究開発(統合情報空間管理)」
 システムにおけるデータの管理・蓄積の効率化を目的として、データの格納容量を削減する重複排除技術の研究開発を行った。データの構造解析に基づく、重複判定単位の決定手法を導入することにより、従来型の重複排除手法に比べて、データ格納容量を最大で1/2、重複排除のない場合に比べて、データ格納容量を最大で1/5に削減できることを実証した。
サブテーマ2「新しい分散処理を用いた大量情報処理技術の研究開発(データアフィニティ処理基盤)」
 大量データ処理の効率化を目的として、ストレージデバイスとして半導体デバイスを採用したMapReduceに基づく新たなデータ処理基盤の研究開発を行った。MapReduce機構として広く使われているHadoopの課題を明らかにし、複数の処理タスクの割り当て、データの処理プロセス、データの配置移動等の効率化を実施し、複数のアプリケーションにおいてHadoopに比べて処理時間短縮が実現できることを実証した。
サブテーマ3「データ・セントリック分散システム制御による高効率制御技術の研究開発(データセントリック分散システム制御)」
 分散システムにおける大量データの処理や格納の効率化を目的としたデータ処理、および格納基盤を研究開発し、本基盤を用いた制御による消費電力低減効果の検証を行った。システムへの負荷状況に応じて、分散システムを構成するノード数を変更し、不要なノードの稼働を停止する稼働台数制御技術を研究開発し、分散ストレージシステムにおいて、I/Oアクセス性能を劣化させることなく、消費電力を低減できることを実証した。
サブテーマ4「サーバ・ストレージ・ネットワーク統合による動的制御技術の研究開発(ネットワーク統合制御」
 サーバのペリフェラルデバイスの接続に用いられるPCI-Expressバスをネットワーク化するExpEther技術を用いて、複数サーバからネットワーク越しにデバイスの共有することによるデバイス利用の効率化、およびデバイス間でのデータ転送の効率化を実現する技術の研究開発を行った。これにより接続デバイス数の削減による、消費電力の低減が可能であることを実証した。
サブテーマ5「クラウド・コンピューティング技術を利用した新たな分散キャッシュ・システムによるデータセンタの省エネ化(分散キャッシュ・システム)」
 データセンタ・サーバシステムにおけるWEBシステムに着目し、重複するリクエスト処理を削減するキャッシュシステムの研究開発を行った。本キャッシュシステムは、サービスの負荷に応じた拡張が可能である。WEBサーバの前段に配置することにより、WEBサーバ台数を1/5に削減可能であることを実証した。
サブテーマ6「全体統合」
 本研究開発成果による、消費電力削減効果の検証を行った。データセンタ・サーバシステムの評価においては、各サブテーマの研究開発成果の位置づけを整理し、これらの成果により、最大で30%以上消費電力が削減可能であることを実証した。またデータセンタ全体の評価においては、次世代モジュールデータセンタへの成果の組み込みを行い、最大で30%以上消費電力が削減可能であることを実証した。
英文要約Title: Research and Development Projects for Green Network Systems /Research and Development for Data Center Platform Technologies to Optimize Power Consumptions /Development for Optimizations of Server Constructions and Evolving Architectures on Cloud Computing /Development for Cloud Computing Technologies (FY2009-FY2012)Final Report

This research project consists of the following five research themes by different approaches and one overall evaluation theme about reduction of power consumption of IT systems and the next generation module datacenter by technologies of the research themes.
(Theme 1) Integrated Information Management Systems:
We researched and developed data de-duplication technologies in distributed storage system including hierarchical storage management. The de-duplication technologies have functions of reading multiple file formats and chunking data by content objects. We achieved eliminating 80% duplicated data by the function.
(Theme 2)Data Affinity Processing Platform:
We researched and developed MapReduce platform suited for distributed system node installed SSD as storage devices. This platform cleared some limitations of Hadoop and achieved improving data processing performance in multiple applications.
(Theme 3)Data Centric Control Systems for Distributed Computing Platform:
We researched and developed distributed key-value store system controlling activation and inactivation of data store nodes by amount of I/O workloads. This controlling function achieved saving 30% of power consumption in cloud storage benchmarking workloads.
(Theme 4)Integrated Network Control Systems:
We researched and developed sharing peripheral devices technologies via network by improving ExpEther (emulation of PCI-Express bus by Ethernet). The technologies achieved integrating many peripheral devices in one box and eliminating duplicated peripheral devices and improving efficiencies of data transfer between storage peripheral devices.
(Theme 5)Distributed Cache System:
We researched and developed distributed web cache systems with a function of sharing cache data among multiple cache nodes. The performance of one cache node is 5-times of that of an apache server.
(Theme 6)Overall evaluations:
We evaluated the ratio of power reduction by datacenter server system and next generation green module datacenter system. We achieve saving 30% over of power reduction in the systems by our research technologies.
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