AMIデータセンターマネージャーによる GPUおよびAIインフラストラクチャ管理
2025年2月
ラミ・ラディ：シニアプロダクトマネージャー兼ソリューションアーキテクト
概要
データセンターの規模、複雑さ、そして電力需要が増大するにつれ、エネルギー効率、AIインフラストラクチャ、ファームウェア追跡、そしてインフラストラクチャコストの管理が大きな課題となっています。従来のデータセンターインフラストラクチャ管理（DCIM）ソリューションは、一般的に施設全体の監視に重点を置いており、サーバーおよびワークロード管理ツールはCPU、GPU、メモリリソースの最適化に限定されています。しかし、どちらも電力消費、冷却効率、ファームウェアの一貫性、そしてコンポーネントの健全性を最適化するために必要なデバイスレベルの洞察を提供していません。
AMI Data Center Manager（DCM）は、リアルタイム電力監視、AIおよびGPUインフラストラクチャの洞察、自動ファームウェア追跡、そしてインテリジェントなデバイスレベルの監視を提供することで、このギャップを埋めます。DCIMおよびサーバー管理ソリューションを置き換えるのではなく、補完するように設計されたAMI DCMは、データセンターのコスト削減、持続可能性の向上、そしてインフラストラクチャ利用率の最大化を支援します。
このホワイトペーパーでは、今日のデータセンターが直面している主要な課題と、AMI DCMの主要な機能とユースケースをいくつか紹介し、その潜在的な財務および運用上の大きなメリットを示します。
現代のデータセンターが直面する課題
現代のデータセンターは、拡張性、効率性、そして費用対効果に影響を与える、ますます深刻化する課題に直面しています。具体的には、以下のようなものが挙げられます。
1. オンデマンドのスケーリング
現代のAIおよびHPCインフラストラクチャデバイスは強力であると同時に高価であり、きめ細かな監視が必要です。わずか1～2ノードの障害でさえ、ワークロードに壊滅的な混乱を引き起こす可能性があるため、これらの環境ではデバイスレベルの管理が極めて重要です。デバイスレベルで電力と熱フットプリントを監視・最適化する機能は、費用対効果の高い成長を維持するために不可欠です。
2. ハイブリッド環境とマルチベンダーの複雑さ
多くの組織は、オンプレミス、プライベートクラウド、パブリッククラウドのインフラストラクチャを統合したハイブリッドクラウド環境で業務を行い、綿密な監視を必要とする複雑なデバイスを管理しています。データセンターは複数のベンダーのサーバー、ネットワーク、ストレージ、冷却システムに依存しているため、複雑さが増します。デバイスレベルの統一された可視性なしにこのような多様な環境を管理すると、非効率につながります。
3. 多様なシリコンアーキテクチャとAIコンピューティングの需要
Intel、AMD、ARMベースのサーバー（AmpereやNVIDIA Graceを含む）のサポートは、インフラストラクチャ管理の複雑さを増大させます。さらに、NVIDIA の GB200 NVL72 などの高密度 GPU クラスターでは、電力の無駄やハードウェアの劣化を防ぐために、電力、状態、温度の正確な監視と管理が必要です。
4. ダウンタイムの防止とシステム健全性の確保
予期せぬハードウェア障害は、データセンターにおける計画外ダウンタイムの主な原因です。プロアクティブな健全性監視が不足すると、事後対応的な対応に陥り、運用コストの増加やサービス中断につながることがよくあります。コンポーネントの健全性、障害パターン、早期警告サインをデバイスレベルで監視しなければ、組織は障害を予防するのではなく、発生後に対処せざるを得なくなります。
ダウンタイムを最小限に抑えるには、冗長性だけでなく、リスクを早期に特定することが重要です。電力異常、熱ホットスポット、ハードウェアの劣化傾向を監視することで、データセンターは障害が発生する前に予防措置を講じることができ、運用の中断や収益損失を大幅に削減できます。
5. エネルギー効率と持続可能性の目標
エネルギーコストの上昇と持続可能性への要求が高まる中、データセンターはPUEを最適化し、電力の無駄を削減する必要があります。しかし、多くの施設では、デバイスレベルの電力と冷却に関するリアルタイムのインサイトが不足しており、持続可能性への取り組みを効果的に管理することが困難になっています。冷却システムを最適化することで、大幅なエネルギー節約を実現できます。例えば、液冷ソリューションの導入は、全体的なエネルギー消費量の削減と環境への影響の軽減につながります（出典：Deloitte、2024年、Boyd Corporation、2024年）。
6. ファームウェアの追跡と管理
データセンターでは、数千台ものデバイス間でファームウェアの異なるバージョンが混在していることが多く、不整合が生じ、信頼性、パフォーマンス、セキュリティ、コンプライアンスに影響を及ぼす可能性があります。マルチベンダー環境全体でファームウェアの整合性チェックを特定し、自動化することは、運用効率の向上に不可欠です。さらに、デバイスのファームウェアを一括管理および更新するための信頼性の高い手段は、日々複雑化している必須事項です。
図 1: AMI DCM が解決するデータ センターの主な課題
AMI データセンターマネージャーの概要
AMI DCM は、データセンター全体を包括的に把握しながら、各デバイスをきめ細かなレベルで管理・監視し、両レベルにわたって実用的な洞察と改善策を提供します。アウトオブバンドソリューションであるため、既存のインフラストラクチャへの侵入的な変更は不要です。各サーバー上でエージェントを実行する必要があるインバンド監視ツールとは異なり、AMI DCM は IPMI、Redfish、SNMP、SSH などの標準プロトコルを使用してデバイスと直接通信します。AMI DCM は、サーバー、ネットワーク、ストレージ、電源、冷却装置など、さまざまなアーキテクチャとベンダーの幅広いデバイスをサポートします。
図 2: AMI DCM がさまざまなデバイスと通信する方法
さらに、AMI DCMは、長年にわたり主要なテクノロジーパートナーと共同で開発されてきた、成熟した実証済みのソリューションであり、データセンターデバイスの新世代への対応を確実にしています。継続的な進化により、組織は包括的で拡張性に優れ、ベンダーに依存しないデータセンター管理機能を継続的に利用できます。
図 3: データセンターの全体的な概要を示す AMI DCM Web コンソール ダッシュボード
AMI データセンターマネージャーの主な機能
1. エネルギーと冷却の最適化
AMI DCMは、リアルタイムの電力および温度監視機能を提供し、スマートPDUを不要にし、デバイス、ラック、施設レベルでのエネルギー利用の最適化を実現します。消費電力と温度データを継続的に収集・分析することで、AMI DCMは運用担当者が冷却戦略をプロアクティブに調整し、電力配分のバランスを取り、エネルギーの無駄を最小限に抑えることを可能にします。さらに、AMI DCMは、電力使用効率（PUE）や炭素使用効率（CUE）などの主要なサステナビリティ指標を計算・追跡し、データセンターが効率目標と規制要件を満たしていることを保証します。これらの分析情報は、過熱やエネルギー効率の低下を防ぐことで、データセンターの運用コスト削減、二酸化炭素排出量の最小化、ITインフラストラクチャの寿命延長に役立ちます。
図4：設定温度を安全に上昇させる機会の特定（左） 冷却不足や健康上の問題による熱ホットスポットの特定（右）
2. AIとGPUインフラストラクチャのインサイト
AIとハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）ワークロードの導入が進むにつれ、GPUはデータセンターにおいて最もエネルギー消費量が多く、熱負荷の高いコンポーネントの1つとなっています。AMI DCMは、GB200 NVL72プラットフォームを含むNVIDIAデータセンターGPUのきめ細かな監視と管理機能を提供し、データセンター運営者は電力消費量、熱挙動、使用率の傾向をリアルタイムで追跡できます。
図 5: サーバー、CPU および GPU の使用率、電力、熱、および炭素排出量を示すサーバー ビュー
これらのインサイトを活用することで、オペレーターはサーマルスロットリングを防止し、電力配分を最適化し、冷却戦略を改善できます。同時に、AIおよびHPCワークロードが不要な電力を浪費することなく、最高のパフォーマンスで稼働することを保証します。AMI DCMは液体冷却環境もサポートしており、データセンターが次世代冷却技術を統合・管理し、高密度AIクラスターの効率性と信頼性を向上させるのに役立ちます。
3. ファームウェアの監視と一貫性管理
異機種混在のデータセンター全体でファームウェアを管理することは、複数のベンダーの異なるデバイスが異なるファームウェアバージョンで動作している可能性があるため、大きな課題となります。AMI DCMはファームウェア追跡機能を提供し、ITチームがサーバー、ストレージデバイス、電源装置、冷却システム間のファームウェアバージョンの不一致を特定できるようにします。ファームウェアバージョンの不一致は、ハードウェアの不安定性、パフォーマンスの低下、運用効率の低下につながる可能性があります。ファームウェアの不一致を検出して報告し、データセンターのオペレーターがRedfishベースのサーバーアップデートをバッチでプロアクティブにスケジュールできるようにすることで、古いファームウェアや不一致のファームウェアによって引き起こされる予期しない問題を軽減できます。
図6: 同一モデルのサーバーにおけるサーバー管理モジュールのファームウェアバージョン分布
図7: サーバーの各種コンポーネントのファームウェアバージョンとサーバーファームウェアの更新
4. マルチベンダー、マルチアーキテクチャの互換性
ベンダー固有のツールとは異なり、AMI DCMはハードウェアに依存せず、多様なIT環境にわたって標準化された監視と管理を提供します。Intel、AMD、ARMベースのサーバーアーキテクチャをサポートし、幅広いネットワーク、ストレージ、電源、冷却デバイスをサポートします。IPMI、Redfish、SNMP、SSHといった業界標準プロトコルをネイティブサポートすることで、AMI DCMは監視の断片化を排除し、データセンター内のすべてのITデバイスを統合的に可視化します。これにより、組織は単一ベンダーのエコシステムに縛られることなく、また複数ベンダーのソリューションに投資することなく、インフラストラクチャを一元管理できます。
図 8: Intel、AMD、Ampere、NVIDIA CPU アーキテクチャのサポートを示すサーバー インベントリ ビュー
5. インフラストラクチャコストの最適化
データセンターは、過剰なリソースのプロビジョニング、十分に活用されていないリソース、あるいはリソースの非効率的な配分といった問題に悩まされることがよくあります。AMI DCMは、利用率の低いサーバー、非効率的な冷却方法、不要なスマートPDUの導入といった非効率性を特定し、対処することで、インフラストラクチャの最適化を支援します。
図9：利用率の低いサーバーの特定（左） 統合によるエネルギーと排出量の潜在的な削減効果（右）
AMI DCMは、正確な電力と使用率を提供することで、運用担当者が廃止または統合可能なサーバー、ラック密度の向上方法、そしてエネルギー削減を実現できる領域を特定するのに役立ちます。さらに、高価なスマートPDUをソフトウェアベースの電力監視に置き換えることで、データセンターは電力消費の可視性を維持しながら、設備投資を大幅に削減できます。これらの最適化により、データセンターは不要な拡張を回避し、間接費を削減し、既存インフラストラクチャのライフサイクルを延長することで、長期的なROIを向上させることができます。
6. 多様な統合オプション
AMI DCM の機能は、Web コンソール、RESTful API、Apache Kafka データストリーミング、iFrame 統合など、複数のインターフェースからアクセスできます。これにより、組織は AMI DCM の分析情報を既存のソリューションに統合し、運用価値を最大限に高めることができます。
これらの統合オプションにより、AMI DCM は DCIM、サーバー管理、その他のエンタープライズソリューションを含む複数の商用ソリューションに統合できるようになり、エコシステムのさらなる拡大と、最新データセンター間の相互運用性の強化が実現します。
図 10: AMI DCM のインターフェースと統合ポイント
ユースケースとROI分析
AMI DCMを使用した場合のROIを計算するために、250ラックに5,000台のサーバーが設置され、PUEが1.5、電力コストが1kWhあたり0.12ドルの中規模データセンターを例に挙げてみましょう。
1. 利用率の低いサーバーの特定と排除
多くのデータセンターでは、アイドル状態または利用率の低いサーバー（「ゾンビサーバー」）が稼働しています。これらのサーバーは電力を消費し、熱を発生し、運用には貢献せずにラックスペースを占有しています。NRELなどの調査によると、データセンター内のサーバーの10～30%が利用率の低い状態にあると推定されています（出典：EPRI、2024年）。
- AMI DCMは、以下の機能を通じてこれらのサーバーをリアルタイムで特定します。
- 電力とCPU使用率の追跡により、非効率性を警告します。
- 長期的な傾向分析により、一時的な低利用率と継続的な低利用率を区別します。
- アイドル時の電力消費に関する洞察により、無駄なエネルギーを定量化します。
これらのサーバーを廃止または統合することで、以下のメリットが得られます。
- 消費電力の削減により、エネルギーコストと冷却コストを削減します。
- ラックスペースを解放することで、インフラ拡張を延期します。
- 不要なハードウェアを削除することで、メンテナンスコストを最小限に抑えます。
ROIの計算：
- 利用率の低いサーバー500台（全体の10%）。
- アイドルサーバー1台あたりの年間電力コスト = 158ドル
- サーバー1台あたりのスペース、冷却、メンテナンス、保証の節約額 = 450ドル
- 総ROI：（アイドルサーバー1台あたりの電力コスト + サーバー1台あたりのスペースと冷却の節約額 + サーバー1台あたりのメンテナンスコスト + サーバー1台あたりの保証コスト）×（シャットダウン可能なサーバー数）
- 総ROI：（158ドル + 450ドル）× 500 = 年間304,000ドル。
2. データセンターの温度を安全に上昇させることで冷却を最適化
現代のデータセンターでは、冷却システムがエネルギー消費の大きな部分を占めており、総エネルギーの30～40%が冷却に使用されていると推定されています（出典：EPRI、2024年）。しかし、多くのデータセンターでは、保守的な温度設定のために機器が過剰に冷却されています。AMI DCMは、以下の方法でスマートな冷却戦略を実現します。
- サーバーとラック内の安全な熱的余裕を特定します。
- 気流とラック温度を分析し、ホットスポットを防止します。
- 安定性を確保しながら、設定温度を徐々に上げていきます。
リアルタイムの熱解析に基づいて慎重に管理された3℃の温度上昇により、一貫性のある保守的な見積もりを維持しながら、冷却コストを最大10～15%削減できます。
ROI計算：
- 温度1℃上昇あたりの冷却コスト削減率：6%
- サーバー年間電力コスト：631ドル
- 総エネルギーに占める冷却の割合：40%
- 温度3℃上昇あたりの総ROI：（温度上昇1℃あたりの冷却コスト削減率）×（サーバー台数）×（サーバー年間電力コスト）×（想定平均PUE）×（冷却に占める総DCエネルギー消費量の割合）× 温度上昇数
- 温度3℃上昇あたりの総ROI：（06×5000×631×1.5×0.4）×3 = 年間340,740ドル
3. スマートPDUの必要性を排除
スマートPDUはラックレベルの電力監視機能を提供しますが、1台あたり3,000～4,000ドルのコストがかかります。AMI DCMはデバイスレベルの電力監視機能を提供するため、データセンターは可視性を損なうことなく、コスト効率の高いベーシックPDUに切り替えることができます。平均寿命は約10年であるため、スマートPDUをベーシックPDUに置き換えることで、長期的なコスト削減につながります。主なメリットは次のとおりです。
- スマートPDUの高額な設備投資コストを回避しながら、電力に関する洞察を維持できます。
- 大規模導入における構成の複雑さを軽減できます。
- AMI DCMにより、電力監視を一元管理できます。
ROI計算：
- 基本PDUコスト：1台あたり1,475ドル スマートPDUコスト：3,275ドル
- ラックあたり4台のPDU（メイン2台、冗長2台）、ラック数250
- 10年間のトータルコスト削減額：（スマートPDUコスト – 基本PDUコスト）×（ラックあたりのPDU台数）×（ラック数）
- 10年間のトータルROI：（3,275ドル – 1,475ドル）× 4 × 250 = 年間1,800,000ドル
- 年間トータルROI：180,000ドル
4. ラック密度の最適化による拡張コストの削減
データセンターは、既存のインフラストラクチャを最適化せずに、ラックやインフラストラクチャを追加することで設置面積を拡大することがよくあります。AMI DCMは、データセンターのラック利用率を最適化し、新しいハードウェアに投資する前に既存のリソースを最大限に活用できるようにします。これには、次のようなメリットがあります。
- ラック効率を最大化することで、コストのかかる拡張を先送りします。
- ネットワークの複雑さとインフラストラクチャの無秩序な拡張を軽減します。
- サーバーの配置を最適化することで、冷却効率を向上させます。
ROI計算：
- ラック1台あたりのコスト（設置スペース、ネットワーク、PDUを含む）：15,000ドル
- ラック密度を10%増加させると、25台の新規ラックの購入が不要になります
- 総ROI = （ラック1台あたりのコスト）× （ラック密度増加率）× （ラック総数）
- 総ROI：15,000ドル × 0.10 × 250 = 年間375,000ドル
5. 早期の問題検出による業務ダウンタイムの削減
ダウンタイムは、収益の損失、SLA違反、サービスの中断につながります。AMI DCMは、電源異常、熱の問題、ハードウェアの劣化を早期に検出することで障害を削減し、プロアクティブなメンテナンスを可能にします。AMI DCMが障害1件あたりのダウンタイムを1時間短縮した場合（2時間から1時間へ）
ROIの計算：
- サーバー障害の年間確率：5%
- 年間障害頻度：4
- 1時間あたりのダウンタイムコスト：1,000ドル
- 総ROI：（サーバー台数）×（ハードウェア障害の確率）×（ダウンタイムの削減率）×（1時間あたりのダウンタイムコスト）×（年間障害頻度）
- 総ROI：5,000 × 0.05 × 1 × 1,000ドル × 4 = 年間1,000,000ドル
要約と結論
本ホワイトペーパーでは、現代のデータセンター運用における増大する課題を考察し、インフラストラクチャの拡張、ハイブリッド環境の管理、マルチベンダーハードウェアの対応、AIおよびGPUリソースの最適化、消費電力の削減、ファームウェアの一貫性確保といった複雑性の増大に焦点を当てました。
AMI Data Center Manager (DCM) は、デバイスレベルできめ細かなリアルタイムのインサイトを提供することで、DCIM、サーバー管理、ワークロード管理ソリューション間のギャップを埋めます。従来の監視ツールとは異なり、AMI DCM はデータセンターの包括的なビューを作成し、電力、冷却、ファームウェアの一貫性、デバイスレベルの監視にわたる実用的なインテリジェンスを提供します。
AMI DCM が中規模データセンター（サーバー5,000台、ラック250台、PUE1.5）で年間約220万ドルのコスト削減を実現する方法を、わずか5つのユースケースを通して実証しました。
これら5つのユースケースは、AMI DCMが提供する多くのメリットのほんの一部に過ぎませんが、AMI DCMが現代のデータセンターに不可欠なツールであり、コスト削減、インフラストラクチャの最適化、そして長期的な運用目標の達成を支援する理由を実証しています。
図11：中規模データセンターにおけるAMI DCMユースケースによる年間節約額
参考文献
※本記事はAMI社発行の「AMI_GPU-AI-Infrastructure-Mgmt-AMI-DCM_Whitepaper_03-2025」を翻訳したものです。
※本記事の無断複写及び転載を禁じます。
AMIについて
AMIは、現代のコンピューティングのために再構築されたファームウェアです。セキュリティ、オーケストレーション、および管理性ソリューションのためのダイナミックファームウェアのグローバルリーダーとして、AMIはオンプレミスからクラウド、エッジに至るまで、世界のコンピューティングプラットフォームを可能にします。 AMIの業界をリードする基盤技術と揺るぎない顧客サポートは、永続的なパートナーシップを生み出し、ハイテク業界で最も著名なブランドのいくつかのイノベーションを促進してきました。 詳細については、www.ami.com（メーカーページ）をご覧ください。