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≫ 2023-11-24 00:00:00 更新

ArmサーバーによるJavaアプリケーションの省電力効果に関するホワイトペーパーを公開

ArmサーバーによるJavaアプリケーションの省電力効果に関するホワイトペーパーを公開

～約37％の消費電力削減で、システムグリーン化への貢献を確認～

トピックス

2023年11月24日

株式会社NTTデータグループ

株式会社NTTデータグループ（以下、NTTデータグループ）は、日本ヒューレット・パッカード合同会社（以下、HPE）と共同で、Armサーバー（Armアーキテクチャー採用プロセッサーを搭載したサーバー）をグリーン化の観点で評価したホワイトペーパーを2023年11月24日に公開しました。評価にあたっては、エンタープライズアプリケーションで利用実績の多いJavaを用いてベンチマークを行いました。
サステナビリティへの取り組みが求められている昨今、NTTデータグループではグリーンコンサルティングサービスをはじめ、お客さまの脱炭素戦略を支援してきました。中でも企業活動の中核で稼働するICTシステム、特に基幹部分を支えるサーバーの消費電力削減は、脱炭素社会の実現に向けて不可欠です。
今回、組み込み機器を中心に省電力で定評のあるArmアーキテクチャーをエンタープライズシステムに活用する際の省電力効果について、評価を行いました。その結果、従来型（x86）サーバーと比較して約37％の消費電力削減効果を確認しました。NTTデータグループは、今後もハードウエア・ソフトウエアの両面で技術ナレッジを蓄積し、サステナビリティ実現に向けて貢献していきます。

背景

ICTは今や世界各国・企業・個人の活動を支える社会インフラとなり、新しい技術も次々と登場しています。一方で、世界の総消費電力に占めるICT関連（データセンター、PC等デバイス、製造、ネットワーク）の割合は増え続けており、2030年には約21％に達するとの予測もあります（図1）。サステナブルな社会の実現が世界共通の方向性となる中、特にカーボンニュートラルに焦点をあてると、ICT分野でも脱炭素を意識した取り組みが不可欠です。とりわけICT社会の根幹を支えるサーバーの消費電力は、大規模データセンターの増加に伴って大幅に増えると予想され注1、脱炭素エネルギーの活用だけでなく、消費する電力そのものの削減が求められます注2。今回、直接的なアプローチとしてサーバー自体の消費電力削減の可能性を検証しました。

図1：ICT関連の消費電力注3

概要

スマートフォンをはじめとした小型・低電力機器のイメージが強いArmアーキテクチャーですが、スーパーコンピューター「富岳」への採用や、Amazon Web Service（AWS）など主要なクラウドプロバイダーがArmアーキテクチャーの仮想マシンインスタンスを提供するなどエンタープライズ領域でも存在感を増しています。NTTデータグループでは以前から、サステナビリティ観点で低消費電力のArmアーキテクチャーの活用に着目しており、活動に参画してきました注4。
今回、HPEのArmプロセッサー搭載ラックマウント型サーバー「HPE ProLiant RL300 Gen11」を用いてJava製Webアプリケーション実行時における消費電力を従来型（x86）サーバー注5と比較・検証しました。Armサーバーは従来型サーバーに比べ、同一性能を保ちながら消費電力を約37％低減できることが確認できました（図2）。
ベンチマークにJavaを選んだ理由は、アプリケーションの実行エンジンとなるJVM（Java Virtual Machine）をArm用に差し替えるだけで、特別な改造やチューニングなく動作させることができるからです注6。これはJavaベースのアプリケーションが、従来型サーバーからArmサーバーへの円滑に移行可能であることを示しています。

ホワイトペーパー（英語）
Power Efficiency of Java on Arm-based server

図2：実行時における従来型サーバーとArmサーバーの消費電力比較

今後について

ソフトウエアを効率的に動作させるためには、ハードウエアを見据えた最適化が必要です。NTTデータグループではハードウエアの最新動向をにらみつつ、OpenJDKをはじめとした各種OSS（オープンソースソフトウエア）の開発に引き続き貢献していきます。それら最新技術を提供することで、お客さまのサステナビリティ実現に貢献していきます。

注釈

  • 注1 情報通信白書令和4年版（総務省）
    https://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/ja/r04/html/nd121160.html
  • 注2 2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略
    （内閣官房／経済産業省／内閣府／金融庁／総務省／外務省／文部科学省／農林水産省／国土交通省／環境省）
    P.131 （8）半導体・情報通信産業
    https://www.meti.go.jp/press/2021/06/20210618005/20210618005-3.pdf
  • 注3 On Global Electricity Usage of Communication Technology: Trends to 2030を基に当社で作成
    https://www.mdpi.com/2078-1547/6/1/117.
  • 注4 エンタープライズアプリケーションの開発によく用いられるJavaのオープンソース実装であるOpenJDKのArm関連機能に対する修正提案等を実施しています。
  • 注5 比較に使用した各サーバーの主な構成は次の通りです。
    Armサーバー：HPE ProLiant RL300 Gen11 （CPU：Ampere M128-30 ×1、SPECrate2017int_base値：359）
    x86サーバー：HPE ProLiant DL360 Gen10 plus （CPU：Intel Xeon Gold 6330 ×2、SPECrate2017int_base値：366）
  • 注6 コンピューター上でアプリケーションを動作させるためには一般に、そのプロセッサーのアーキテクチャーに対応した実行形式のファイルが必要です。
  • 本文中に記載の商品名、会社名、団体名は、各社の商標または登録商標です。

本件に関するお問い合わせ先

株式会社NTTデータグループ
技術革新統括本部
技術開発本部
E-mail：java@hml.nttdata.co.jp

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