Zvyšování efektivity datových center

1. Konference TINF 2010, 30.11.2010 Stanislav Bíža, IBM Global Technology Services Zvyšování efektivity datových center

2. Agenda • Datová centra: požadavky stávajícího trhu • Vývoj datových center od 80 let • Oblasti úspory energie v DC • Jak začít? • Řešení pro energeticky efektivní DC

3. Problémy globalizovaného světa vyžadují změnu přístupu Zpomalení ekonomiky Rostoucí urbanizace Růst populace Rozvojové země Nedostatek energií a nestabilita cen Nedostatek surovin Požadavky vlastníků na růst Změna klimatu

4. Datová centra nejsou výjimkou Rostoucí výpočetní výkon mezi roky 2000 a 2010 • Nárůst výpočetního výkonu serverů 6X, objem storage 69X během jedné dekády1 • 67-86% zákazníků předpokládá rozšíření DC během příštích 2 let2 Zvyšování nákladů na pořízení a provoz datového centra • Spotřeba datových center se zdvojnásobuje každých 5 let3 • Náklady na vybudování datového centra rostou: 30 až 50 milionů $na2.000 m2 DC • Provozní náklady = 3 až 5 krát CAPEX během 20 let Datová centra v různých částech životního cyklu • 78% datových center > 7 let starých4 • Technologická hustota narostla 20× během poslední dekády5 (rok 2000: cca 1kW/rack, rok 2010: >20kW/rack) • 33% managerů očekává životnost datového centra až 30 let6 • IBM and Consultant Studies • Digital Realty Trust; Emerging Trends in the data centre market, DCD London, November 2007 • US Environmental Protection Agency, Report to Congress on Server and Data Center Energy Efficiency, Public Law 109-431, August 2, 2007 4. Gartner Survey Suggests Extensive Data center Expansion plans on the Horizon, G00154962, mike Chuba, February 200 5. ASHRAE Publication: Datacomm Equipment Power and Cooling Applications, 2005, page 24 6. IDC The datacenter evolution: Technologies, Designs, People and Green, Michele Bailey, 2008

5. Vývoj datových center k vyšší efektivitě 80´s, 90´s 00´s 10´s 2020 Dynamické monitorování a řízení spotřeby energie, úplný přehled o nákladech a přímá dpovědnost za jejich výši. Celkové provozní náklady ... black box. Náklady na provoz DC rozpočítány mezi všechna oddělení firmy. Zaměření na OPEX – provozní náklady, TCO Zaměření na CAPEX – náklady na stavbu a infrastrukturu transformace Škálovatelnost, modulatita, maximální využití instalované výpočetní kapacity DC budována s přebytkem kapacity => nízká utilizace Mnoho malých datových center; často v nevhodných prostorách/lokalitách Konsolidovaná DC ve vhodných lokalitách (bezpečnost, cena a dostupnost energií ) Individuální design, DC „šitá na míru“ Best practices, standardizace

6. 10 kroků pro snížení spotřeby energie datového centra 10%-50% Virtualizace Serverů & Storage Sníží požadavky na napájení a chlazení 0%-80% Konsolidce a relokaceOptimalizace lokalit DC 10%-50% Škálovatelnost fyzické infrastruktury DC Plaťte pouze za využívané zdroje napájení a chlazení 7%-15% Efektivnější chlazení Chladicí jednotky vložené mezi racky se servery mají vyšší účinnost (kratší vzdálenosti) 4%-15% Ekonomický mód chladicích jednotek Moderní jednotky mají mód, často není využíván 5%-12% Rozmístění racků a chlazeníEfektiivnější systém horké a studené uličky 4%-10% Zařízení pro napájení s vyšší účinnostíNové UPS vyšších tříd mají při typické zátěži až o 70% nižší ztráty 0%-10% Synchronizace chlazení Některá DC mají více nezávislých chladcích jednotek, které nejsou synchronizovány. Jedna vyhřívá, druhá chladí ... 1%- 7% Přesně rozmístěné otvory v dvojité podlaze Přesné nastavení proudění vzduchu vede ke snížení odporu a vyšší účinnosti 1%-2% Úsporné osvětlení Automatické zhášení, úsporné zářivky ... tepelný výkon osvětlení musí být také chlazen.

7. Zkušenosti IBM s optimalizací datových center Desetiletí zkušeností se správou 800,000 čtverečních metrů DC po celém světě IBM Strategic Delivery Model TECHNOLOGY Ethernet & Power9 Networks Strategic IGA Location Strategic Web Locationfor IGA GlobalResources Plus . . . zkušenosti s podporou zákazníků při implementaci a správě DC • Significant services deployment capability: over 3,300 resources for server, storage and data centers • Global breadth: built >3M square meters of data centers; top 5 Chinese banks; India and Egypt telecomm • Leverage experience from managing and deploying over 200,000 servers in over 400 centers

8. Zákazníkům můžeme pomoci třemi způsoby:

9. Jak začít?

10. 1. Diagnóza: Jak je Vaše datové centrum energeticky účinné?

11. Mechanical Cost Breakout Raised Floor Cooling 28% Mechanical 20% Contingency 9% Instrumentation & Controls 4% Cooling Plant 72% General Contractor Fee8% Power Cost Breakout Architect / Engineer 5% UPS 27% Power 36% Commissioning 2% Power Distribution 28% Fit-Up Costs 9% Generator 45% Optimalizace investic na chlazení a napájení 60% investičních nákadů DC jsou na chlazení a napájení. Cena podlahové plochy je cca 10% celkových nákladů. Shell 7% Shell 7% Výběr zařízení pro chlazení a napájení, která budou pracovat s vysokou účinností během předpokládané životnosti DC Source: IBM Estimates

12. Snížení provozních nákladů na chlazení a napájeníStart 30 Electrical and building systems Chladicí systémy 25 20 % celkové spotřeby energie DC 15 10 5 5 0 Informační technologie Chiller/ cooling tower Computer room air- conditioner Humidifier Power distribution unit Uninterruptible power supply (UPS) Switch/gen Lighting Power use Optimalizace IT infrastruktury Optimalizace infrastruktury datového centra Řízení spotřeby DC Chart and data source: American Power Conversion Corporation (APC) white paper, Implementing Energy Efficient Data Centers, #114, by Neil Rasmussen, 2006.

13. Diagnóza: Měření teplot v datovém centru Air ConditioningUnits Server Racks Hot Spot Area

14. hot air is sucked into cold aisle 54.5oC 33.7oC 13.0oC Mobilní zařízení pro měření teplotních profilů v DC Optimize to eliminate hot spots, reduce energy consumption, and extend the life of the data centre Utilizing MMT 1 • Unique cart-based design for measurement collection • Creates a High Resolution, 3D temperature map of the data centre – real measurements not CFD guesses • Samples 100+ temperatures at one time and thousands of temperatures in the data centre • Monitors position • Surveys large areas in a short time Measure 2 Analyze 3 Capture Hot spot at long aisle @ 1.7 Meters • Thermodynamic Energy Savings • Transport Energy Savings • Deferred Investment DC

15. Doporučení seřazená podle priority budou prvním krokem ke zvýšení efektivity Collect Identify Compare Justify Report • Get the facts • Current energy usage • Power consumption by component • Operating procedures • Find the gaps • Infrastructure (in)efficiencies • Energy management incentives • Efficiency improvement options • Estimate ROI • Estimate cost returns, Business Case • Prioritize projects based on ROI • Estimate energy bill savings • Project expected • improvement • Estimate expected energy savings • Demonstrate expected efficiency improvements • Support applications for data center energy efficiency incentives • Support environmental reporting • Provide next steps for implementation of improvement projects Power & cooling IT current optimise upgrade

16. Portfolio datových center Green Data Center = Návrh DC s ohledem na maximální hustotu výpočetní kapacity se současnou minimalizací energetické náročnosti EMDC SMDC HDZ PMDC Enterprise Modular DC Scaleable Modular DC High Density Zone Portable Modular DC VysoceflexibilníDC rozšiřitelní dle požadavků zákazníka. Může být instalováno v libovolných prostorách zákazníka. Jednoduše instalovatelnáHDCv běžném DC. Rychle realizovatelné, zcela předem vyvinuté, mobilnínebo dočasné “DC v kontejneru” Velká nová DC, se zřetelem na modularitu snížení nákladů. VelkéDC-měřítkoMalé

17. 3x Až 4× rozšiřitelná plocha DC Increase number of modules per data center Power and cooling growth 2x Add modules as needed Power and cooling growth Rozšiřujte DC podle potřebyPlaťte jen za využité prostředky DC : Enterprise modular data center Připravte DC na budoucí rozšiřování • Možnost 3×navýšení výkonu napájení a chlazení • Možnost 4× navýšit plochu DC Zvyšování investičních a provozních nákladů podle potřeb IT • Odklad až 40% investičních nákladů, dokud není třeba výkon pro IT • Odklad až 50% provozních nákladů • Až 50% úspory energie Dostupný a předvídatelný prostor pro růst • Možnost rozšiřování bez výpadků provozu IT • Standardizované provozní prostředí Design na základě “open architectury” • Otevřené pro různé dodavatele IT technologií • Možnost OEM inovací

18. Datová centra s vysokou výpočetní hustotou - HDZ High density zona od IBMumožňuje zákazníkům využívat servery s vysokou hustotou v jejich existujících datových centrech. Rychlá implementace. Energeticky efektivní řešení. Nabízené výhody: • Průměrně o 35% levnější řešení, než přebudování existujících podlahových prostorů • Rychlý vývoj a realizace • Bezvýpadková implementace do existujících prostorů stávajicí fyzické infrastruktury • Prodlužuježivotnost stávajícího datového centra s podporou vysokých tepelných výkonů v tradičním řešení stávajícího datového centra • Škálovatelnéřešení umožující provozování high density IT zařízení potřebného růstu (od jednoho racku do tisíců) • PříkladHDZ – do780 blade serverů (tzv. žiletek) ve 14serverovýchskříních, tzn. 25kWtepelných ztrát na rack (serverovou skříň), celkem tady 300kW na ploše cca 48m2.

19. Škálovatelný modulární systém DC • Rychlá realizace (8 – 12 týdnů) • Škálovatelné řešení umožňující snadno realizovat dnešní i budoucí potřeby • Možnost instalace v prostorách zákazníka • Nížšírealizační náklady (až 20% snížení) • Nižší provozní náklady (až 40% snížení) • Energeticky efektivní • Úspora prostoru (ažo 40% nižší potřeba) • Modularníkoncepce pro rychlý servis Bez potřeby zvýšené podlahy • Flexibilní instalace • High density zones • Prostředí umožňující použití High density computing • Až do 35kW na rack a více • Předkonfigurované IBM BladeCenter řešení Modulární systém datového centra Možnost zastavění do stávajících kancelářských budov Plocha 50 až 250m2

20. Mobilní modulární systém DC • Plně funkční datové centrum • Kompletní infrastruktura IT racků, chlazení, UPS, protipožární ochrany, distribuce napájení, vzdáleného monitoringu • Zařizení jsou servisovatelná z přední i zadní strany, což zjednodušuje servis • Otevřená architektura • Podporující standard 19” rackůpro montovatelná IT zařízení • Před-konfigurovaná řešení podporující IBM iDataPlex servery a racky • Před-konfigurovaná řešení proIBM iDataPlex serverové řešení a IBM BladeCentera a blade servery • Energeticky efektivnínávrh • Špičkové energetické efektivity; DCIE: 66% - 74% Návrh podporuje použitívysoce efektivního chlazení instalovaného v místě zadních dveří • Návrh využívá systém Horké a Chladné uličky • Zajišťující bezpečný provoz IT zařízení • Vnitřní provedení chrání instalovaná zařízení proti požáru, kouři, vodě, elektromagnetickému záření RFI/EMI, vlhkosti, kondenzaci a templotním změnám PMDC je umístěno v uzavřeném kontejneru Výhody Rychlý vývoj za 12-14 týdnůod plánuk spuštění Plug and Play instalace Až 50% snížení požadovaného prostoru Instalace data centrakde jej chcete a potřebujete Modularní a škálovatelný návrh podporující snadný růst

21. Pro více informací

22. Děkuji za pozornost ... a těším se na dotazy Ing. Stanislav Bíža IBM Senior IT Architect, CISA