Facebookのデータセンター内に「雨が降った」という驚きの報告、その理由とは？

Google・Twitter・Facebookなど、世界的にネットサービスを展開する企業はメインフレームやサーバーなどを設置・運用するデータセンターを建設し、運営しています。かつて完成直後のFacebookのデータセンター内に「雲ができて、雨が降った」という信じられないようなエピソードが、ブログメディア・Mediumで理由と共に紹介されています。

It Was Raining in the Data Center – Member Feature Stories – Medium
https://medium.com/s/story/it-was-raining-in-the-data-center-9e1525c37cc3

2011年4月、アメリカ・オレゴン州のプラインビルに、Facebook初となるデータセンターが建設されました。その広さは約1万3700平方メートルで、大規模な冷却システム・サーバの熱を再利用する省エネ機能・電力消費を12％削減できる新型の無停電電源装置(UPS)など、最新鋭の設備を備えていました。当時のFacebookのユーザー数は3億人を超えており、加入者の増加とサービスのさらなる拡大を考慮して、他社のデータセンターをリースしている状態から移行すべく建設されたものでした。

by Intel Free Press

プラインビルのデータセンターが完成して数ヶ月後、Facebookのインフラストラクチャエンジニアリング担当のヴァイスプレジデントだったジェイ・パリク氏の下に、「ジェイ！データセンターに雲ができたよ！」という電話がかかってきました。「屋外の話かい？」とパレク氏が尋ねると「そうじゃない！データセンターの中に雲ができているんだよ！」と慌てた声。なんと電話の内容は「データセンター内に雨雲ができて、雨が降った」という驚きの報告でした。

データセンターには大規模なサーバーやネットワーク化されたコンピューター機器が収容されていて、クラウドコンピューティングをサポートするために必要な計算を常に行っています。データセンターは通常のオフィスビルの100倍以上の電力を使用していて、サーバーからは相当の熱量が発生します。

by Lance Albertson

プラインビルに建設されたデータセンターには、外気と水の気化熱を用いた冷却システムが導入されていました。このシステムは「冷気が流れる通路」と「熱気が流れる通路」の二列が交互に並ぶ構造を持ち、前者はサーバーが置かれたり人が行き来したりする場所、後者はファンの排気が流れるための場所となっていました。以下の画像は外気を取り込んで冷却システムへ流すための通路です。

by Lance Albertson

しかし、冷却システムの操作制御エラーで、高温・低湿度の排気が冷却システムに流れ込むようになってしまったことがすべての原因でした。

一般的に、空気は温度が高ければ高いほど、同じ体積の中に含むことができる水蒸気の量「飽和水蒸気量」は増えてしまいます。今回の一件ではまず、高温・低湿度の空気が蒸発式の冷却システムに流れ込んだことにより、相対湿度を計算したコンピューターが「もっと水蒸気を含ませることができる」と判断して水を空気中に噴射して加湿を行った結果、空気中の水分量が本来あるべき量に比べて激増しました。

by Robert Scoble

そして、冷気が流れる通路には約26度以上で相対湿度95％を超える空気が流れ込むこととなります。通常ならあり得ない水蒸気量を含有した空気が急激に冷やされた結果、水蒸気は凝縮されて雲が発生。まさに「クラウドコンピューターの上にクラウド(雲)ができてしまった」というわけです。

運良くサーバーそのものには甚大な被害はなかったそうですが、調査の結果、コンクリート製の床に水がたまってしまったことで一部の電源装置が故障してしまったことが判明。これは本当に雲から大雨が降ったわけではなく、コンクリートの床で冷やされて水蒸気が凝縮した結果とのこと。

Facebookはこの反省から、データセンター内の湿度管理を徹底するようガイドラインを全て修正しました。ただし、外気を使う冷却システムである以上、気象予報システムに従って湿度管理を行う必要があり、完全に湿度を管理するのは難しいものがありました。そのため、最終的には電源装置やサーバーの周囲にゴム製のシールを貼るという対処も行ったそうです。パリク氏は「電源装置にゴム製のレインコートを着せた」と冗談交じりで語っています。

なお、Facebookは「よりコストを抑えてサーバーを冷却するためには、より冷涼な気候と水力発電が行える場所がよい」と判断し、2016年にはなんとスウェーデン北部の北極圏近くに巨大なデータセンターを設立しています。

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