- サーバ冗長電源の負荷分散 -
Last Update 2014/02/10
ちょっとしたサーバは、電源障害に耐えられるよう、電源ユニットを２つ搭載するものが多いです。データセンターに設置する場合などは、最大消費電力を見積もって、電源工事の手配をするのですが、そこでいつも疑問に思っていることがありました。それは、２台のユニットがどのように負荷を分担しているのだろう？ ということです。
そこで、サーバの消費電力を測ってみたくなり、こんなのを作りました。
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最近のお仕事で、コンセントの容量がギリギリになるという事態となり、定常時の電力が「２台で均等に分散」なのか「１台に片寄せ」なのか、によってコンセントの繋ぎ方を工夫する必要がありました。
周りの人たちは「２台あるんだから均等に分散してるんじゃないの？」とテキトーに言ってますが、こんな規模の電源ユニットがそんな高機能とも思えないので、実際に測定してみることにしました。
ネットワークだって、ルータ２台あるからって、いつも WAN 回線の負荷分散をしてるワケではないでしょ。HSRP じゃ片方しか使わないし、分散させるには OSPF や EIGRP などで Equal Cost Multi Path を使うわけで。
交流電流を簡単に測定するには、クランプ電流計が一番です。ただし、電源ケーブルをまるごとクランプしても測定できず（往復の電流が打ち消し合ってゼロになる）、線を１本（片方向の電流）だけクランプしなければいけません。そこで、３本の線のうち１本だけ遠回りさせるアダプタを作りました。
遠回りさせる線を白にするか黒にするか少しだけ迷いましたが、電気的な理由ではなく「色は黒で統一しよう」という発想で黒にしました。
黒は、Hot とか L とかの表記ですね。L は Line とか Load とか Live とかでしょうか？
白は、Cold とか N とか、または器具に W と書いてあったりします。N は Natural とか Neutral とか？ W は White ですね、きっと。
緑は、E か G の表記か、まんまアース記号かですね。E はもちろん Earth 、G は当然 GND (Ground) でしょう。
いや、本当に１本だけケースの外に引っ張り出しただけです。ただそれだけです。ペロンと出た黒い線をクランプして測定します。
チャンスがあれば（障害試験や再起動時など）このアダプタをはさんで電流測定しようと、これとクランプ計を現場に持って行きました。するとⅠ村さんが、半透明のバッグからうっすら見えたクランプ計に気付き、「え、なんでクランプ計があるの？」と(笑) そこで「かくかくしかじかで電流を測ろうと思いまして」と説明したら「でもコードそのままクランプしても往復で打ち消しちゃうでしょ」と。電気にお詳しそうだったので「そう思ってこんなの作ってきました」とアダプタをお見せしたところ、思いっきり笑っていただきました。知識をお持ちの方にウケたので、これ作って良かったです。
さて、本題です。とあるサーバの電源配線にこのアダプタを接続し、測定してみました。なおサーバはほぼアイドル状態でCPU負荷がかかっていなかったため、消費電力そのものは少なめでした。
仕様では最大消費電力 900W / 1020VA ってなってたので、低負荷時でも 200～300W ぐらい食うのかと思ってましたが、こんなに省電力とは。。。
| IBM x3650 M4 | Intel Xeon Server |
| 状態 | Ａ系電力 | Ｂ系電力 | |
| 正常時 | 61W | 24W | Ａ系の負荷が高い |
| Ａ障害 | - | 76W | |
| Ａ復旧 | 61W | 24W | 正常時と同じ状態（Ａ系に負荷が寄る） |
| Ｂ障害 | 77W | - | |
| Ｂ復旧 | 61W | 24W | やっぱりＡ系が |
ほら、予想通り！！ 片方の電源ユニットに負荷が偏ってました。おそらく、Ａ系の出力電圧がほんの少しだけ高いんでしょうね。電源ユニットの負荷分散なんて、そう簡単にできるモノではないのです。
では、もっと高い機械ではどうなのか？ ということで別の機器も調べてみました。
| IBM DS3512 SAS | Disk Array |
| 状態 | Ａ系電力 | Ｂ系電力 | |
| 正常時 | 66W | 61W | そこそこ均等（ちょっとＡ系に寄り気味） |
| Ａ障害 | - | 178W | ファンがブン回って、余計に電力食ってる |
| Ａ復旧 | 66W | 59W | 正常時と同じ状態（そこそこ均等） |
| Ｂ障害 | 178W | - | ファンが… |
| Ｂ復旧 | 66W | 61W | そこそこ均等 |
おや、こちらはほぼ均等に分散されてます。これだけの検証では、負荷分散機能を持っているのか、偶然に出力電圧がほぼ同じだったのか、を正しく判別できませんが、なんとなく負荷分散機能がありそうな雰囲気を感じます。
このアダプタを作ったので、今後は（コンセントの抜き差しをして良ければ）お手軽に消費電力の測定や負荷分散の具合を調べることができるようになりました。また機会があったら、いろいろ測定してみたいと思います。
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