Módulo 1 Introdução e Impactos energéticos ambientais dos “Data Centers” e de instalações de TI

1. Módulo 1Introdução e Impactos energéticos ambientais dos “Data Centers” e de instalações de TI Versão 1.021 de Setembro de 2011

2. Impactos ambientais embutidos Pegadaecológica dos “Data Centers” Força GREEN!

3. Pegada ecológica dos “Data Centers” • De acordo com umaprevisão, o número de servidoresexistentes no mundo, iráaumentar de cerca de 18 milhõesem2007 para122 milhõesem2020 (Climate Group and GeSI, em2008); • Osservidorestambémterãoumacapacidade de armazenamentomaior do que a quetêmactualmenteosmodelosatuais. A tendênciahistórica tem sido o aumento do consumo da energia total porservidor, portanto, é provávelqueassim continue a ser. Potênciamédiaponderada (Watts) dos 6 servidoresmaisvendidos(Fonte: Koomey, 2007)

4. Pegadaecológica dos “Data Centers” • Este crescimentovaiprovocarmuitosefeitosambientesadversos, especialmenteosdecorrentes de: • Energia, recursos e outros impactos da criação e do fabricoqueestãoincorporadosemservidoresadquiridos e outros equipamentos do “data center”; • Consumoenergético dos “data centers”, e outrasatividadescomo o “cooling” e a humidadequelheestãoassociados; e • Alienação dos equipamentosemfim de vida.

5. Pegadaecológica dos “Data Centers” • Prevê-se que a pegadaecológica global do “data center”, incluíndoa utilizaçãodo equipamento e do carvãoincorporado, mais do quetriplicará de 76 milhões de toneladas de CO2, valor equivalenteàsemissões de 2002, para 259 milhões de toneladasem 2020.(Climate Group and GeSI2008). • O estudoestimaque75% dessasemissõesestiveramrelacionadas com a utilização; • Ostotaisrepresentam 14% e18% respetivamente do total das emissõesrelacionadas com as TIC; • As emissões de CO2 relacionadas com as TIC representariam2% do valor total emitido(Climate Group and GeSI, de 2008).Assim, os “data centers” sãoresponsáveispeloequivalentea 0,3% das emissõesglobais de Co2.

6. Força GREEN! • O termoGREEN é relativo à utilizaçãoresponsável de recursosenergéticos e e de recursosnaturais. • GREEN significa a obtenção de um ambiente o maiseficientepossível no “data center”; • Examinaras infraestruturas dos “data center” de forma maisrigorosa e determinarondepodemvir a sermaisconfiáveis, assimcomoeficienteseconomica e energeticamente; • Hámeiosparaalcançarníveisaceitáveis de confiançasemsacrificar a eficiênciaqueos “data centers” ambientalmenteresponsáveisexigem • Benefícioscomunitários, ambientais, económicose para a saúde.

7. (Source: HP) Consumo de energia e despesasnos “data centers” Tendênciaatual e potênciais de economia

8. Consumo de energia e economianos “data centers” • É um errocomumpensar-se que o espaço é o maiorfator de custonaimplementação de um “data center”; • A maioria dos gestores, quandopensanamelhormaneira de reduziroscustos no “data center”, pensaimediatamentenahipótese de reduzir o espaço; • A maior parte do orçamento do “centro de dados” é relativo à eletricidade; • Quando se pensaemreduziroscustos, e emutilizarmaiseficientementeosrecursos more efficiently, deve-se reduzir a despesaque tem mais peso.

9. Desagregação dos custos totais no “data center” O custo total de propriedadeem 10 anosparaumarede de infraestruturalfísica fundamental num “data center” podeir de $80,000 a $150,000 porrack (Schneider Electric). Desagregação dos custostotais no “data center”(Fonte: Schneider Electric)

10. Consumo Total de Energia num “Data Center” dos E.U.A. • O número de dispositivos de TI num “data center” tem proliferadobastante; • Nos E.U.A., no período de 2000 a 2006, a procura de eketricidadenos “data centers” mais do queduplicoupara61 billion kWh, cerca de 1.6% do total das vendastotais de energia; • Em 2008, o valoraumentou (+13%) paraaproximadamente69 billion kWh (1.8% das vendas de energiatotaisnosE.U.A.em 2008); • Podesertecnicamenteviávelreduzir a procuraaté 80% (para13 billion kWh, reduzindo 56 billion kWh) através da persecução de medidas de eficiênciaenergética.

11. Consumo Total de Energia num “Data Center” dos E.U.A. • Osservidores e ossistemas de arrefecimentorepresentam 70% da procuraatual; • Estima-se quecerca de 1/3 da procura total ocorraem “data centers” empresariais; • As reduçõesmaissignificativasnaprocuraestãoassociadasaosgrupos de servidores e aossistemas de arrefecimento; • Aoreduzir a procura do dispositivo de TI, a remoção do calor e a provisão de energiadesempenham um papelimportanteaominimizar a utilização da infraestrututa do equipamento de eletricidade; • As medidas de infraestruturaspodemlevar a poupançassignificativastambém, aomelhorar a eficiência, quer do arrefecimento, quer da UPS.

12. Consumo de energia total do ”Data Center” à escala mundial • - A Electriciidadeutilizadapelos “data centers” queoperam á escala global aumentouemcerca de 56% desde2005 até2010 emvez de duplicar (como se constatou entre o período de 2000 e2005), enquantoquenos E.U.A. aumentoucerca de 36% emvez de duplicar; • - Os “data centers” queoperam à escala global foramresponsáveispor1.1% -1.5% do total da eletricidadeutilizadaem 2010, . Para os E.U.A., osreferidosvaloresforam de 1.7 e de 2.2%; • -Apesar do Google ser um utilizador de computadores de grandevisibilidade, apenas 1% da energiaconsumidaem “data centers” á escala global foiatribuídaàsoperações do “data center” dessaempresa. • (Fonte: Koomey, Growth in data center electricity use 2005 to 2010) • Europa Ocidental-> 56 TWh/anoem 2007 e estáprojetadaparaaumentaraté 104 TWh/year até2020

13. Potenciais de poupança Potencial de poupançapormedidaparaos E.U.A., mas podemseraplicadas as mesmasmedidaspara a Europa.(Fonte: Koomey, Growth in data center electricity use 2005 to 2010)

14. Programas e métricas eficientes do “Data Center” EnergyStar, SPEC, The Green Grid, Climate Savers Computing Initiative, JEITA

15. Energy Star • Energy Star é um standard internacionalparaosconsumidores de produtos de eficiênciaenergética com originários dos E.U.A.; • Foicriadapor um programa do governo dos E.U.A. no início dos anos 90, mas a Austrália, o Canadá, o Japão, a Nova Zelândia, a Tailândia e a UniãoEuropeiatambémadoptaram o programag; • As especificações da Energy Star variamemcadaitém e sãodefinidaspelaAgência de ProteçãoAmbientaloupelodepartamento de Energia.

16. Requisitos de eficiência e fator potência da Energy Star para fontes de alimentação de servidores da Energy Star Eficiência energética Fator potência

17. Critérios da Energy Star para o estado inativo • As necessidades de consumo de energiapodemserutilizadaspara a aquisição de qualquertipo de servidores • O critério da intividade é relevantesobretudoparaservidoresqueoperam a umacargabaixa. • No modoativo, a eficiência, especialmenteimportanteparacargaselevadas, não é considerada. • Osrequisitosnãoservidores blade e servidores multi-nós • Oscritérioslimitativostêmsidolimitados a servidoresaté 2 bases de CPU.

18. Desenvolvimento da 2ª versão da Energy Star • Incluídonapotênciaativa • Servidores blade incluídos • Baseadoem SPEC-SERT • Baseado num novo conjunto de testes

19. Desenvolvimento da 2ª versão da Energy Star • Desafiosrestantes: • Ferramenta SPEC_SERT paraserconcluída • Ferramenta Benchmarking (provavelmente SPEC SERT) aindanecessita de seracabada e concluída. A Energy Star exige um critérioúnico de conformidade, para a ferramenta SERT umamétricaagregadaainda tem queserdesenvolvida. • Um conjunto de testes aoproduto tem queserdesenvolvidonumamaneirarazoável. O conceitotradicionalmentepropostonão é suficientementeclaronemconvincente. • O conceitodeveserbaseadoapenas no desempenho e de potênciaapenasparafornecer um sistemasólido, nãoambíguo.

20. SPECpower Benchmark • OStandard Performance Evaluation Corporation (SPEC) é umaorganizaçãosem fins lucrativoscriadaparaestabelecer, manter e apoiar um conjuntopadronizado de benchmarks relevantesquepodemseraplicados à mais nova geração de computadores de “alta-performance”; • A SPEC desenvolvepacotes de testes de benchmark e tambémanalisa e divulgaresultadosobtidospelosmembros da organização e por outros concessionáriosde.licenciados.

21. Exemplos de SPECpower G5 (2.66GHz, Xeon L5430) G6 (2.40 GHz, Xeon L5530) G7 (2.26 GHz,Xeon L5640)

22. SPECpower: aplicação e limitações Aplicaçãorecomendada • Os dados de SPECpower_ssj2008 benchmark podeserutilizadosnasaquisições . Obenchmark não é, normalmente, fornecidopelosprodutores, mas podeserfornecido se for pedido. • SPECpower_ssj2008 forneceinformaçãoútilem particular paraaplicaçõesintensas e paracargas de trabalho CPU. • Para umainterpretaçãoapropriada dos dados de benchmarking devemserconsiderados (dados paratodosostipos de carga e modoinativo). Limitations • O Benchmarking podetersidofeito com produtos de baixasconfiguraçõesquenãosãotípicos de prática (confirme a configuração do modelo de servidortestado!) • Obenchmark nãoforneceumaavaliaçãoexaustiva do servidorútilparaqualqueraplicação/ carga de trabalho. É centrado no CPU e nãopermiteumaavaliaçãoabrangentequeinclua a memória, armazenamento e rede. • Para umaavaliaçãoabrangente, deveserutilizado o SPEC-SERT (disponível no início de 2012).

23. Ferramenta SPEC-SERT Vantagens • Primeiroconceito e umaferramentaparaavaliaçãocompleta da eficiênciaenergética dos servidores. • Devido à cooperação com o método da Energy Star podetornar-se um “standard” internacional international paraavaliação da eficiênciaenergética. • Permiteumaavaliaçãodiferenciada dos servidoresassimcomoestáincluído um númerosignificativo de diferentestipos de “worklets”. Desafios restantes • A seleçãoatual de “worklets” aindaestá a sertestada. O teste de Beta játeveinício. • A Energy Star exigeumapontuação global de eficiênciacomo base para um critério de passagem. Istorequerumaponderação dos diferentes “”worklets” respectivamente, o cálculo de um benchmark agregado. Para além dos requisitos relacionados com Energy Star, um conjunto diferenciado de benchmarks parcials podem ser ainda mais energéticos em comparação com uma pontuação global agregada. No entanto, para fazer pontuações parciais suficientemente eficazes, será necessária uma determinada agregação dos resultados “worklet “.Para este efeito, diferentes combinações de “worklets “ppodem ser definidos para resultados de benchmark parcial mais significativos para fins de avaliação prática Como um objetivo final benchmarks parciais sendo

24. O Green Grid • OGreen Grid é um consórcio, sem fins lucrativos, de indústrias abertas dos utilizadores finais, de políticos, fornecedores de tecnologia, arquitetos de instalações e de empresas de utilidade pública que colaboram para melhorar a eficiência dos recursos dos “data centers” e ecossistemas de informáticaempresarial; • Com mais de 175 empresas associadas em todo o mundo, o Green Grid procura reunir os esforços da indústria global, criar um conjunto comum de métricas, e desenvolver recursos técnicos e ferramentas educacionais para promover os seus objectivos; • OGreen Grid pretende vir a ser a autoridade mundial em recursos eficientes de “data centers” e de negócios de ecossistemas de informática.

25. OGreen Grid “Data centre“ “proxies“ de produtividade

26. “Climate Savers Computing” • Iniciado pela Google e pela Intel em 2007, a CSCI é um grupo sem fins lucrativos de consumidores eco-conscientes, as empresas e de organizações de conservação; • A iniciativacomeçou com um espírito de WWF’s defensores do climae baseou-se em Portland, Oregon; • O objetivo CSCI é promover o desenvolvimento e adoção de tecnologias inteligentes que podem melhorar a eficiência da prestação de um computador de energia e reduzir a energia consumida quando o computador está num estado inativo. • Como participantes de uma Iniciativa de Computação dos Defensores do Clima, os fabricantes de componentes e dos computadores comprometem-se a produzir produtos que respeitem as metas específicas de eficiência energética, e os participantes das empresas comprometem-se a comprar produtos informáticos eficientemente energéticos.

27. JEITA – Associação de Indústrias de TecnologiaEletrónica e de Informação do Japão • O objetivo da JEITA é promover a produçãosaudável, o comércio internacional e o consumo de produtos e de componentes eletrónicos para contribuir para o desenvolvimento global da tecnologia eletrónica e da informação de indústrias (TI) e , assim, impulsionar o desenvolvimento económico do Japão e a prosperidade cultural; • A Associação também tem estado a promover ativamente a contramedidas de preservação do meio ambiente, incluindo os de combate ao aquecimento global.

28. Código Europeu de Conduta para “Data Centers”

29. Código Europeu de Conduta • Promovidopelo JRC, foicriadoparadarrespostaaoaumento do consumo de energianos “data centers” e à necessidade de reduzirosrespetivosimpactosambientais, económicos e de fornecimento de energia; • Foidesenvolvidocom a colaboração da British Computer Society, da AMD, da APC, da Dell, da Fujitsu, da Gartner, da HP, da IBM, da Intel,e de muitasoutras; • Estimularosoperadores e osproprietários dos “data center” a reduzir o consumo de energianumarelaçãocusto-benefíciosemdebilitar a função fundamental dos “data centers”; • Melhorar a compreensão da procura de energia no “data center”, sensibilização, e a recomendação de melhorespráticas e metas da eficiênciaenergética.

30. Código Europeu de Conduta • A iniciativavoluntáriatevecomoobjetivopôrjuntostodososinteressados, incluindo a coordenação de outrasatividadessimilarespor parte dos fabricantes, vendedores, consultores e “utilities”, • Espera-se ds partesque o subscreveremqueprossigam com o intuito do CódigoEuropeu de Conduta e quecumpram um conjunto de compromissosassumidos; • Aquelesquedecidamcumprirvoluntariamenteo Código de Condutaterãoqueimplementarpráticas de eficiência de energia, cumprir as normasmínimas de aquisição, e comunicar o consumo de energiaanualmente. • O objetivofinal do Código é levar a eficiência da infraestrutura do “data center” (DCiE) dos seusníveisatuais de 50%, oumenos,namaioria dos locais a mais de 80%.

31. Código Europeu de Conduta • Âmbito de aplicação • “Data centers” de todas as dimensões – desdesalas de servidor a dedicadosedifícios; • Aosjáexistentes e aosnovos; • Energia de IT e Mecanismo de energia; • Aquisição de equipmentos e projeto do sistema • Para: • Participantes: Proprietários e operadores de “Data center” • Associados: Vendedores, consultores, Associaçõesindustriais

32. (Fonte: Google) Aspectos gerais para eficiência energética dos “Data Centers” Video do Google com exemplos de melhorespráticas

33. Melhores práticas de eficiência no “data Center” do Google • Vídeo do Google (10 minutes) • http://www.youtube.com/watch?v=voOK-1DLr00

34. Discussão Exercícios Questõesrelativasaomódulo

35. Questions/discussõesrelativasaomódulo • Quantorepresenta, a nívelmundial, a energia total consumidanum “data center”? • Játinhatidocontacto com as iniciativas/ Programasmencionadosnestemódulo? • Achaquedeveriamsermaisativos? • Concorda com que se aplique a expressão “acordosvoluntários” ouachamaisadequada a de“legislaçãoobrigatória”?

36. Sugestões para leituras complementares Documentostécnicos Publicações online Etc

37. Sugestõesparaleiturascomplementares • Jonathan G. Koomeypublications • http://www.koomey.com/research.html • EstimatingtheEnergy Use andEfficiencyPotentialof U.S. Data Centers • http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5934691&tag=1 • Energy Efficient Data Centres in Further and Higher Education • www.susteit.org.uk/uploads/DOCS/55-data_centres_final_27_5_09.doc • Estimating a Data Center’sElectricalCarbonFootprint (WP#66 by Dennis Bouley, APC by Schneider • http://www.apcmedia.com/salestools/DBOY-7EVHLH_R0_EN.pdf

38. Sugestõesparaleiturascomplementares • EuropeanCodeofConduct for Data Centers • http://re.jrc.ec.europa.eu/energyefficiency/html/standby_initiative_data_centers.htm • The Green Grid • http://www.thegreengrid.org/ • ENERGY STAR Data Center Energy Efficiency Initiatives • http://www.energystar.gov/index.cfm?c=prod_development.server_efficiency • Climate Savers Computing Initiative • http://www.climatesaverscomputing.org/