2014年にNRDCとAnthesisが発表した調査によると、2013年に米国のデータセンターは910億キロワット時の電力を消費しました。これはニューヨーク市のすべての世帯に2回分の電力を供給できる量です。この数値は2020年までに1,400億キロワット時に増加すると予測されています。エネルギー効率の改善策によってこの数値を大幅に抑えられる可能性がある一方、調査によれば、問題はサーバーの低稼働によって大きく悪化しています。その中には、現在も電源が入ったままでありながら、もはやいかなるサービスも提供していないサーバーが約30%含まれると推定されています。
2014年に行われた別の調査で、技術調査会社のGartner, Inc.は、データセンターシステムが全体として1,430億ドル規模の市場を形成していることを明らかにしました。これにエンタープライズソフトウェアの3,200億ドルとITサービスの9,630億ドルが加わると、IT業界全体では3.8兆ドルという莫大な市場規模となります。
企業は、IT基盤からできる限り大きな価値を引き出しながらコストを削減する新たな方法を、ますます模索しています。その戦略には、涼しい気候の地域にデータセンターを置くこと、より安価なオープンソースソフトウェアへ移行すること、利用率を高めるためにリソースを仮想化することなどが含まれます。しかし、これらの解決策は表面的なものにすぎません。
MIT関連のスタートアップである Jisto は、企業がデータセンターおよびクラウドのコストを削減しながらリソース利用率を向上させるための新たなツールを提供しています。Jistoは、既存のエンタープライズアプリケーションを、Jisto管理下のDockerコンテナに自動的にラップし、リアルタイムの自動デプロイ、監視、分析アルゴリズムを用いて、利用可能なすべてのリソースに賢く展開します。サーバーやネットワーク・ストレージの各部分におけるリソース利用プロファイルが変化すると、Jistoは補正のためにリアルタイムで利用率を弾力的に調整します。
「私たちは、組織がデータセンターとクラウドのリソース利用率をより高められるよう支援しています。リソースの競合を心配する必要はありません」と、JistoのCEO兼共同創業者であるAleksandr（Sasha）Biberman氏は述べています。これまでのところ、反応は有望です。Jistoは2014年のMassChallengeでSilver Winnerに選ばれ、初期の顧客には、銀行、製薬会社、バイオテクノロジー企業、研究機関などのデータ集約型企業が含まれています。
「IT部門は両側から圧力を受けています。データセンターへの支出をいかに効率的に削減できるか、そして人々により良いリソースアクセスを提供することでいかに生産性を高められるか、という二つの課題です」とBiberman氏は述べています。「場合によっては、Jistoは遊休キャパシティをより有効に活用するだけで、同じリソースのまま生産性を2倍にできます。」
Biberman氏は、ネットワーキングイベントの開催や人脈の紹介を行うMIT Industrial Liaison Program（ILP）およびVenture Mentoring Serviceを高く評価しています。「ILPは、世界中のさまざまな地域で、本来であれば接点を持てなかったはずの企業との人脈を私たちに与えてくれました」と同氏は述べています。「それによって、私たちはグローバル企業へと成長したのです。」
遊休サーバーを再び稼働させる
Jistoのアイデアは、Biberman氏が電気工学のポストドクターとして MIT Research Lab of Electronics （RLE）に在籍し、シリコンフォトニック通信を研究していた時期に思いつきました。光学技術がデータセンターの性能と効率をどのように向上させ得るかを研究する中で、サーバーリソースの利用率の低さというさらに大きな問題を発見しました。
「仮想化を導入していても、企業が自社内のサーバー容量のうち利用しているのは20〜50%にすぎません」とBiberman氏は述べています。「全体として、企業は未使用の処理能力に年間1,000億ドル以上を浪費しています。パブリッククラウドはさらに悪く、利用率は10〜40%にとどまっています。」
単に無駄が多いという問題に加え、Biberman氏はワークロードのリソースが不適切に管理されていることも発見しました。企業のリソースの半分以上が遊休状態にあるにもかかわらず、従業員は必要なときにサーバーへ十分にアクセスできないと不満を漏らすことがよくあります。
Biberman氏がこの気づきを得た頃、同氏と長年の友人であり、コーネル大学出身の技術起業家で、現在はJistoのCTO兼共同創業者であるAndrey Turovsky氏は、スタートアップのアイデアについて話し合っていました。二人はちょうど、仮想コンテナを用いてアプリケーションを自動的にデプロイおよび管理する軽量プラットフォームを開発したところで、それをリソース利用率とワークロード管理の問題に応用することにしました。
リソースの低稼働は技術的な問題というよりも「企業のリスク回避戦略」の問題だとBiberman氏は述べています。企業はリソースを配備する際に慎重側へ傾く傾向があり、通常、実際に必要な数よりもはるかに多くのサーバーを取得します。
「データセンターとクラウドのプロビジョニングで、私たちは常軌を逸した数字を目にするようになりました」とBiberman氏は説明します。「通常、企業は必要量の2倍をプロビジョニングしています。ある企業は前年のピーク負荷を確認し、翌年はそれを4倍を超えて過剰にプロビジョニングしました。企業は常に最悪のシナリオでの急増を想定しています。重要なアプリケーションが動作しなくなるほどリソースを確保しなかった人物にはなりたくないのです。過剰プロビジョニングで解雇された人はいません。」
過剰プロビジョニングにもかかわらず、同じ組織のユーザーの多くは計算リソースへのアクセス不足を訴えているとBiberman氏は述べています。「企業にアプリケーションを実行するリソースが十分かと尋ねると、多くの場合、もっと欲しいと答えます。しかし、そのリソースは無駄になって放置されているのです。」
この矛盾は、アクセスを異なるリソースグループに分割する一般的な慣行から生じています。これらのグループは、クラスターノードへのアクセスレベルがそれぞれ異なります。「自分の作業を、割り当てられた取り分に収めるのは大変です」とBiberman氏は述べています。「たとえば、私のリソースグループは5台のサーバーにアクセスでき、月曜日は私が使い、火曜日は別の誰かが使う、といった取り決めがあるとします。しかし、月曜日にプロジェクトに取りかかれなければ、それらのサーバーは完全に遊休状態になり、私は一週間待つことになるかもしれません。火曜日に使う人はそのうち1台しか必要ないかもしれず、その場合は残りの4台が遊休になります。さらに、翌日に使う人は、自分に割り当てられた5台ではなく、実は10台か20台が必要だと気づくかもしれません。」
Jistoは、所有権プロファイルによって生じる人為的で静的な壁を取り払い、より動的な環境に置き換えます。「サーバー時間中は依然として優先権を持てますが、もし使わなければ、他の誰かが使えます」とBiberman氏は説明します。「つまり、人々が割り当てられた数以上のサーバーにアクセスできる場合があるということです。予測できない急増を生み出すミッションクリティカルなアプリケーションがあれば、弾力的な仕組みによって素早く後退し、そのアプリケーションに優先権を与えることができます。」
金融サービス企業は、Jistoを用いて、はるかに多くのサーバーやノードから恩恵を受けるモンテカルロシミュレーション向けの計算サイクルを解放しています。一方、製薬およびライフサイエンス企業は、同様の戦略を用いてDNAシーケンシングを高速化しています。「ノードが多いほど、シミュレーションをより正確に実行できます」とBiberman氏は述べています。「それは非常に大きな利点です。」
企業向けのDockerコンテナ
Jistoは、リソース利用率の向上とコスト削減を謳う唯一のクラウドコンピューティングプラットフォームではありません。ただし、そのほとんどの問題点は、「ワークロードの急増がきわめて急激な場合、何をすべきかについて賢明な判断を下す時間がない」ことだとBiberman氏は述べています。「Jistoでは、自動的なリアルタイムの意思決定プロセスが作動し、CPUの単一コアという細かな粒度でデータセンター全体にわたる真の弾力性を実現します。」
Jistoは、CPU使用率だけでなく、メモリ、ネットワーク帯域幅、ストレージなどの他のパラメーターも監視します。「大量の帯域幅を必要とする重要なメモリ転送が行われている場合、CPUの処理能力に余裕があっても、Jistoは後退します」とBiberman氏は述べています。「Jistoは、こうしたあらゆる動的要因に基づいて、ジョブをどこに送るかについて賢明な判断を下せます。状況が変化するとすぐに、Jistoはワークロードを停止するか、一時停止するか、リソースを削減するかを判断します。別のサーバーに移すべきか。レイテンシーの末尾を減らすために冗長性を追加すべきか。人々がそうした判断を下し、実行する必要はありません。」
同プラットフォームは、厳格なセキュリティ機能も備えているとBiberman氏は述べています。ITディレクターが、ファイアウォールや規制設定によって保護されることの多い複雑なデータセンターのエコシステムに、サードパーティ製ソフトウェアを導入することに慎重になるのは当然です。しかし、Jistoは、ミッションクリティカルなリソースに干渉することなくソフトウェアがその効果を発揮できることを、ベータテストによって迅速に証明できると同氏は付け加えています。
Jistoが業務への影響を目立たせないのは、主にDockerコンテナを利用しているためです。「Dockerには優れたAPIがあり、開発者である私たちにとっても、Jistoの顧客にとっても、プロセスをはるかに容易にしてくれます」とBiberman氏は説明します。「Dockerは非常にポータブルです。Linuxで実行できるものであれば、Dockerでも実行できます。また、それがローカルのデータセンター、プライベートクラウド、Amazonのいずれで動作しているかは気にしません。コンテナがあれば、VMを別のVM内で実行するといった複雑なことをする必要はありません。Dockerのおかげで、人々はすでに構築された環境を軽量な方法で利用できるのです。」
マサチューセッツ州ケンブリッジに拠点を置くJistoは、この地域で最初のDockerベースのスタートアップであり、現在もそうした企業は数少ない一社です。
クラウドへの移行
企業は、ピーク需要時にパブリッククラウドのリソースをハイブリッド戦略で利用することにより、データセンターのコストを削減するケースが増えています。Jistoは、より高い効率性と柔軟性によってそのギャップを埋める支援ができるとBiberman氏は述べています。「銀行であれば、データに対する規制が多すぎて、パブリッククラウドを利用できないかもしれません。しかし、ほとんどの企業は、機密性、規制対象、またはミッションクリティカルなタスクにはプライベートクラウドを維持しながら、パブリッククラウドによって効率性を高めることができます。」
Jistoは、オンプレミス、プライベート、パブリック、ハイブリッドクラウドのいずれで稼働している場合でも、基本的に同じように動作します。プライベートデータセンターのピーク水準を超える企業は、今ではAmazonなどのサービスの弾力的な特性を活用して、パブリッククラウドへ「バースト」できるとBiberman氏は述べています。「一部の企業は、Amazonで数十万ノードをプロビジョニングしています」と同氏は付け加えています。問題は、Amazonが時間単位で課金することです。「企業がわずか5分間の処理しか必要としない場合でも、最大10万ノードが55分間遊休状態のままになる可能性があります。」
Jistoは最近、サービスとしてのクラウドインフラを提供する企業との協議を開始し、無駄になっているリソースを再プロビジョニングして、他の誰かがそれを利用できるようにする方法を説明しています。Biberman氏によると、競争上の圧力によってクラウドプロバイダーがJistoのような仕組みを採用するのは時間の問題です。
MIT Startup Exchange （STEX）は、MITの産業連携プログラム（ILP）の取り組みで、ILP会員企業とMIT関連のスタートアップを結び付けることを目指しています。Jistoやその他のSTEX上のスタートアップについて詳しく知るには、 STEXのウェブサイト にアクセスし、 ログイン してください。
本記事は、 MIT Newsとの協力により掲載されたものです。本記事の掲載は、世界経済フォーラムによる見解への支持を意味するものではありません。
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著者：Eric Brown氏はMIT Newsのゲスト寄稿者です。
画像：Media Stairsを歩く少年。REUTERS/Kim Kyung-Hoon。
