コンピューティングデバイスは、私生活と仕事において、広く普及しています。ビジネスがコンピューター、サーバー、モバイルデバイスが提供する自動化とデータアクセシビリティの容易さに依存するように進化するにつれて、このテクノロジーの運用と保守も、熱管理という主要な問題に対処するために進化してきました。サーバーとコンピューターデバイスは、可動部品と内部ボード上のチップの両方がかなりの量の熱を発生させるため、最も一般的な内部冷却方法は、歴史的に、通気孔のあるシャーシ内に複数のファンを取り付けて空気の流れを作り、処理コンポーネントから放出される熱を放散することでした。これらのファンはサーバーから熱を排出しますが、周囲の空気温度を上昇させ始め、他の電子デバイスの最適な動作温度閾値を低下させます。さらに、この熱問題への対処方法は最もエネルギー効率が良いとは言えず、サーバークローゼット、サーバーファーム、データセンター内には騒々しい雰囲気を作り出します。
ファンレスシステムは、パラダイムを転換し、より効果的な方法で熱問題を解決します。ファンレスシステムの開発は、熱レベルが高くなるアプリケーションの解決策を探しているITプロフェッショナルにとって、待ち望まれた革新でした。この記事では、このテクノロジーのダイナミクス、その利点、および従来のファン冷却方法との性能比較について説明します。
ファンレスシステムとは？
ファンレスシステムの利点について議論する前に、まず、この特殊な操作機能がどのように実現されているかを説明するのが最善です。前述したように、ほとんどのコンピューターシステムにおける熱放散の確立された形式はファンでした。ファンは、さまざまなサイズと動作速度で利用可能になり、吸気口と排気口として機能し、デバイスのハウジング内の空気の流れを調整して、可動部品とチップセットによって生成される熱を排出します。残念ながら、この方法では騒々しい環境になり、現実的にはシステムから熱を開放された空気環境に移動させるだけであり、利用可能な場合は施設の冷却方法によって依然として対処する必要があります。ファンレスシステムは代わりにヒートシンクを利用します。これにより、デバイス内で発生した熱がこのコンポーネント上を移動し、システムから遠ざかるように重力で引き寄せられます。通常、銅またはアルミニウムで構成されるヒートシンクは、スマートフォンのようなものから冷蔵庫まで、多くの電子デバイスで使用されています。これは、温度上昇によって性能が低下するコンポーネントを冷却する能力があるためです。物理的には、ベースから突き出たフィンを持つブロック形状のコンポーネントとして表示され、モジュールの表面積を増やして空気の流れを改善します。これは、残念ながら熱の伝導性が低いものです。ヒートシンクの表面積を増やすと、熱を放散するための経路が改善されます。ファンレスコンピューターシステムでは、通常、メインの中央処理装置（CPU）に直接取り付けられ、デバイスのハウジングのすぐ近くにあります。熱はCPUからヒートシンクに伝達され、ヒートシンクは熱をシャーシに誘導し、そこからデバイスの周囲の外部空間に放射させます。ファンレスシステムの外部フレームは、通常、ヒートシンクと同様の設計で、フィンまたはリッジも備えており、空気の流れを増やし、熱放散を向上させるために表面積を増やしています。この効果的な構造は、複数の業界にわたるさまざまなアプリケーションでファンレスシステムの実装の魅力を高めるのに役立ちます。ファンレスシステムの主な利点は何ですか？
静音性
まず、明らかな利点は、可聴ノイズによるものです。これらのシステムにはファンがないため、従来のファン冷却システムよりもはるかに少ないノイズしか発生しません。ラックエンクロージャーに搭載された多数のサーバーを収容するデータセンターを歩いたことがある人なら誰でも、ファンがどれほど大きな音で動作し、これらの部屋で作業するスタッフ間の通常の口頭でのコミュニケーションをしばしばかき消してしまうかをよく知っています。ノイズを最小限に抑えることが歓迎されるその他のアプリケーションとしては、次のようなものがあります。
- 学校
- 図書館
- 研究所または医療施設
- ビデオ/オーディオ編集
- およびモバイル構成は、この静音性の高いソリューションから大きな恩恵を受けます。
物理的なスペース
もう1つの追加の利点は、ファンレスシステムは通常、標準的なファン冷却コンピューターシステムよりも小型であるため、物理的な設置面積が小さいことです。ファンによって生成される空気の流れによる冷却のために内部コンピューティングコンポーネントの周囲にスペースを確保する必要があるため、ファンレスデバイス内のアイテムは密接に配置され、はるかに少ないスペースしか占有しません。これにより、より汎用性の高い設置が可能になり、車載アプリケーションなど、さまざまな構成でコンピューティングソリューションを使用する機会が増えます。PremioのACO-6000シリーズ車載ファンレスシステムは、最小限の物理スペース要件に対応するだけでなく、耐衝撃/耐振動機能も備えており、最適なコンピューティング性能のためにIntel Skylakeソケットプロセッサーをサポートしながら、モバイル運用に理想的です。
当社のRCO-1000シリーズも、IoTデバイスとクラウドシステム間の接続点として機能する機械自動化やIoT（モノのインターネット）ゲートウェイなどの組み込みプラットフォームに最適化された4つのフォームファクターで設計されています。
信頼性の向上
時間の経過とともに、従来のファン冷却システムは、適切な予防保守戦略を通じてサービスが提供されない場合、ファンの動作が低下したり、完全に故障したりするという問題に直面します。それでも、ファン内部のコンポーネントはいずれ故障し、交換が必要になります。しかし、交換用ファンが取り付けられるまでの間、問題のシステムの温度が上昇し、デバイスの予期せぬシャットダウンの可能性が高まります。可動部品が少ないことで、ファンレスシステムの平均故障間隔（MTBF）評価が高くなり、メンテナンスとダウンタイムのコストが最小限に抑えられます。
ファン開口部の欠如
産業施設では、環境上の危険がファン冷却システムに有害な影響を及ぼします。
外気、ほこりや破片、湿気への露出はすべて、熱排出のためにファンを使用する従来のコンピューターの予期せぬ故障の原因となります。明らかに、ファンレス設計のデバイスはこれらの変数を考慮しており、はるかに過酷な状況でも適用でき、一部は屋外での動作も可能です。医療構成もこの機能の恩恵を受け、ファンに依存するシステムが使用に適さないエリアの滅菌レベルを向上させます。
費用対効果
すべてのITデバイスに供給される電力は、ワット（W）で測定され、本質的に熱に変換されます。次に、このエネルギー変換は、英国熱量単位（BTU）と呼ばれる熱の測定単位に関連付けられ、BTU/時として知られる時間期間でも参照できます。大規模なサーバーインフラストラクチャや大規模なデータセンターでは冷却コストが高騰し続けているため、ファンレスシステムが提供する節約は、エネルギー効率の高いソリューションを求める人々にとって理想的なソリューションとなります。
組織全体のコンピューティングアーキテクチャが完全なファンレス構成の変更に理想的ではない場合でも、このオプションで高BTU/時定格システムを置き換えることは、環境の冷却費用を削減する上で大きな影響をもたらします。これに加えて、前述のファン冷却システムで明らかになるメンテナンスとダウンタイムの損失の節約を考慮すると、ファンレス設計の経済的利点は明らかであり、従来のソリューションと比較してさまざまな利点を提供します。
Premioは、ファンレスシステムを含む業界をリードする革新的なコンピューティングソリューションを供給するため、デジタルコンピューティング製品の設計、製造、流通を世界中で専門としています。当社は、最も複雑なアーキテクチャの課題をサポートできるヘルスケア、オートメーション、小売ニーズに焦点を当てたサーバーおよびプラットフォームオプションのサイジングに精通しています。
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