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世界初の泡支援自然対流方式を開発

　次に、実証されている主な技術的トピックを紹介しよう。

〔1〕泡支援自然対流方式の実証

　図10（1）および写真3に示したじゃぶ漬け方式によるルータの冷却の場合は、CPUの熱だけで冷媒（FC3283：3M社のフロリナート〕が循環して冷えてはいたが、自然対流ではなかなか冷え切らない。そこで、図10（2）に示すような泡支援自然対流方式（富士通が開発。特許は大阪大学が申請中）によって、冷却効果を向上させることに成功した（写真4）。

　泡支援自然対流方式は、原理的には金魚鉢の泡のように、下からぶくぶくと泡を空気ポンプで発生させる。これによって、冷媒（FC3283：3M社のフロリナート）がよく循環するようになるため、ルータ（ホットスポット）の冷却が大幅に改善された。図10右の泡支援自然対流方式は、2018年11月27日に特許申請された世界初の冷却方式であり、また日本でも初公開である。

〔2〕冷却効果：人間の体温程度まで冷却を実現

　実証実験では、図11の泡支援の冷却効果の例に示すように、泡の流れ速度が0.1リットル/分から10リットル／分へと変化するにつれて、

1. CPU-1の表面温度は人間の体温程度の42℃から38℃へ下がる
2. CPU-2の表面温度は35℃から30℃と10％以上の冷却効果が向上する

ことが判明した（図11の停止＝0とは自然対流のことであり、泡支援がない場合を示す）。

　なお、使用されているマルチコアCPUの仕様は、ハイエンドなIntel Xeon Silver 4108（1.80GHz、コア数は24個）である（実証サイトのサーバは富士通製が220台、前出の写真4）。

〔3〕PUEは1.02：世界トップレベルを実現

　泡支援対流（BAC）を使用することによって、電力の使用効率を示すPUE^注6は、世界トップレベルとなっている。

　図12は、泡支援の冷却効果を表すグラフである。冷媒を、ファンやポンプなどで強制的に対流させる強制対流方式に比べて、低いPUEでCPU温度が効果的に冷却されている。

〔4〕各液浸方式の比較と位置付け

　図13に、①強制対流方式、②自然対流方式、③泡支援対流方式の各液浸方式について、消費電力と冷却上限（能力）の比較を示す。この結果により、今後の実証作業では、泡支援対流方式の採用を推進していく。

▼ 注6
PUE：Power Usage Effectiveness、電力の使用効率。「データセンター全体の消費電力」÷「IT機器の消費電力」。1.0に近いほど電気使用効率がよい。