© 2012 IBM Corporation2012-11-13

데이터센터여, 비효율성을 잠재워라!- 데이터센터 “그린화”에 한발 더 다가서기

Plan IT데이터센터 시장 동향똑똑한 데이터센터 리모델링

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2012년 11월 13일

한국 IBM 데이터센터 서비스 사업부

최근 데이터센터 시장 동향

그린데이터센터 인증제

방통위 그린데이터센터구축 지침

2012년

23% 최근 3년간 국내전기요금 인상율

46% 최근 3년간 국내DC 연간 전력량증가율

정부의 그린 데이터센터 사업 추진

시사점

• GreenGrid 개발한 데이터센터 에너지 효율 지수 (PUE) 공식 도입

• 데이터센터의 전기 사용량 제동 시작

• 시장의 저전력 데이터센터 설계 요구 증대

• 친환경 데이터센터 구축 가속화 (ex. LEED)

최근 확산되는 대규모 데이터센터 및 공공기관 이전 사업에 영향

부산 IDC 클러스터수도권 이탈 가속 (지식서비스산업 지식특례요금 대상 제외)공공기관 이전 및 통합그룹사/금융권 메가 센터 구축

• 국가별 평균 PUE 값

PUE 설정 기준 분석II. PUE 설정 기준 분석

International USA Japan UK Korea Singapore China

1.8 2.51.75 1.9 2.2 2.3 2.39

• PUE Best Practice?

Gartner 기준 Best Practice PUE : 1.3 이하

US EPA (Environmental Protection Agency) : 1.3

⇒선진국 평균 PUE는 1.75 ~ 1.9이나 최근 신축 IDC는 1.5이하를 목표로 구축되고 있음.⇒PUE Best Practice는 가트너 및 각종 미국 연구소 내용 기준 1.12 ~ 1.5으로 평균 1.3을 요구⇒최근에는 PUE 1.5이하 목표로 국내 데이터 센터의 개념 설계를 하고 있음.

Scenario PUE

Current Trends 1.9

Improved Operations 1.7

Best Practices 1.3

State of the Art 1.2

EPA estimated PUE values in 2011

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US EPA (미국 환경청)

EnergyStar 프로그램

EU

Code of Conduct for

Datacenter

Asia

일본, 싱가폴, 한국

유럽 전역의 데이터센터 전력 사용량

104TWh (2020년 기준) 전력 사용량

감소 목표

데이터센터가 미국 전체 전력 소비량의

1.5% 사용 (5,800만 가구 해당)

동일 산업 내 상위 25% 인증 부여

일본, 싱가폴 등 에너지 비용이

비싼 곳부터 확산

해외 그린데이터센터 인증 도입 사례

LEED (Leadership in Energy and Environmental Design)미국 녹색건축위원회 (USGBC: U.S. Green Building Council)에서 개발한 고성능녹색 빌딩에 대한 설계, 건설 및 운영에 대한 기준

국내 데이터센터 대상 LEED 도입 확대 예상

• 특징① 적용 범위- 모든 건물 유형에 적용 가능- 건물의 라이프 사이클-설계, 시공, 운영의 모든 단계에적용 가능② 가장 권위 있는 친환경 인증 기준③ 건설산업에서 환경측면의 리더쉽을 인식④ 공통의 측정표준 확립

• 이점- 경제적 측면: 건물 임대료 증가, 건물 운영비 절감,투자회수율 상승 등- 환경적 측면: 에너지 사용량 및 CO2 배출량 감소 등

• 현황- 전 세계 103개국 4,000개 건축물이 인증을 받았음- 국내에는 총 19개(2012년 1월 현재): 코엑스, ING타워 등

점수 체계

기본 점수 100

지역적 특성 우선 (Regional Priority)) 4

지속 가능한 토지의 사용 (Sustainable Sites) 21

수자원 효율 (Water Efficiency) 11

에너지와 대기환경 (Energy & Atmosphere) 37

자재와 자원 (Materials & Resources) 14

실내 환경 (Indoor Environmental Quality) 17

보너스 점수 10

창의적 디자인 (Innovation in Design) 6

총점 110

글로벌 데이터센터 사용자 관심 분야– 에너지 감소에 초점

1. 데이터센터 IT + 설비 얼라인먼트 (Facilities and IT Alignment)

2. 최상위 데이터센터 효율성 측정 기준( Top Level Efficiency Metric)

3. 표준화된 스택 프레임워크 (Standardized Stack Framework)

4. 가용성에서 복원성으로 (Move from Availability to Resiliency)

5. 신재생 에너지 (Renewable Power Options)

6. 컨테이너 vs 건물 ("Containers" vs Brick & Mortar)

7. 복합형 데이터센터 설계 (Hybrid Data Center Designs)

8. 수랭식 IT 장비 도입 (Liquid Cooled IT Equipment Options)

9. Free cooling “Everywhere” (Free Cooling "Everywhere“)

10. 인프라 정보 융합 (Converged Infrastructure Intelligence)

Data Center Pulse Survey @ Green Grid Forum – 2012 Top 10 Agenda (66개국 조사)

http://datacenterpulse.org/FocusAreas/sites/default/files/images/120307-DCPTop10-final.pdf

데이터센터 과연 효율적인가? – 해외 사례 조사

최하위권최상위권

데이터센터 인프라 적정 용량인가 ?

공간 수요 예측

(10-20 years)

전력 요구량 예측 고밀도 / 저밀도 구역 구현 고 가용성 설계

25%

77%

33%41%

0%

14%

2%

22%25%

77%

33%41%

0%

14%

2%

22%25%

77%

33%41%

0%

14%

2%

22%

최상위 그룹의 경우:

• 10-20년 상면 요구량 예측하여 설계에 반영

• 전력 요구량 예측하여 설계에 반영

데이터센터 과연 효율적인가? – 국내 사례 조사서버룸의 발열량 대비 보유 냉각 용량의 단순 비교

– 65% : 항온항습기 과다 보유

– 6.8%: 적정 냉각 용량 보유 또는 부족

냉각 용량 과다 보유 이유 및 충분한 냉각 용량으로도 서버룸이 더운 이유

– 비효율적인 서버룸 상면 구성

– 공기 흐름 관리 미흡

– 고밀도 장비에 의한 열섬 발생

– 항온항습기의 단순 추가 설치를 통한 온도 유지

– 초기 설계 오류

– 부적절한 예비율 설정

에너지 절감을 위한“단순한” 접근 개선 필요

데이터센터 리모델링 5단계

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Design BuildSiteSelectionStrategy Relocate

Build Relocate

DesignStrategy & Plan

데이터센터 전략도출 / 계획 수립

현재 환경 분석 요건 정의전체 개념설계 및

비용 산정

실시설계 공종별 구축 점검 및 Site open전환 계획 수립 및

수행

24 x 365 데이터센터 운영 및 관리

Site Selection

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데이터센터의 가장 큰 이슈 – 계획 수립 !#1 issue: Planning

Strategy

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Strategy데이터센터 리모델링 전략 및 계획 수립

수행 업무

• 요건 정의• 용량 산정• 성능 기준 마련• IDC vs 구축• 재해복구 방안 마련

Self Check

• 데이터센터의 수명은 얼마로 생각하는가 ?

• 데이터센터의 적정 크기는 얼마인가 ?

• 데이터센터 수명을 연장할 수 있는 방법은 ? (ex. 가상화, 클라우드)

고려 사항

• 초기 전략 및 계획 수립 중요• 에너지 효율의 기본은 “Right Sizing”

시간

Highest

Lowest

설계 구축계획

100

0

변경용이성

실구축비용

데이터센터로서 적합한 위치/건물인가?

고려 사항

• 건물의 냉각 방식

• 전기/공조 설비 공간

• 5대 인프라 (전기, 통신, 수도, 가스, 교통)

• 피해야 할 부지 (공항, 공장, 위험물 폐기 장소 등)

• IT 운용 용이성Self Check

• 전략적인 위치에데이터센터가 있는가?

• 리모델링 센터가 위 요건을충분히 고려했나 ?

SiteSelection

리스크

시너지

효과그린

비용

인프라매출

데이터센터 비용 구조

CAPEX

공조설비 20%, 전력설비 36%

Shell 7%

공조 설비20%

서비스24%

각종 테스트9%

장비 사용 및통제4%

전력 설비36%

인테리어7%

Source: IBM Estimates

OPEX

에너지 비용 75%

오백

1천

천5백

2천

2천5백

3천

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

운영

비용

누적

금액

(억)

년도

Source: IBM engineering estimates, 2008

에너지 비용인력관리빌딩 유지보수 및 관리

Design

초기구축 비용 = 8년 운영비20년간 총 3-5배 운영비 지출 (구축비 대비)

가정 : 년 10% 전기료 상

가용성 + 저전력, 두 마리 토끼 잡기

고려 사항

• 정확한 요건 (가용성/안정성 수준)• Cost facts• Capital and Operating cost trade offs• 공조 효율성 (PUE) - “검증된” 기술 도입

(ex. Free cooling)• 전력 효율성• 운영 효율성

Self Check

• Multi-tier가 필요한가?

• 해외에서 benchmark할기술은 ?

Design

수행 업무

• 전기 설계 (N, N+1, 2N)• 공조 설계 (N+25%)• 건축 설계• 소방 설계• 보안 설계

Free Cooling – Water Side Economizer빠른 확산 이유:

• 가파른 에너지 비용 상승

• 검증된 기술 (사례 다수)

• 외부 오염 물질 침투불가

• 온습도 제어 용이

• 비용 효율적

Direct Air Side Economizers의 경우

G1

G2

G3

GX Chemical Plants Power PlantsVolcanoes

Chemical Spills from Train Wrecks Transportation Exhaust

온도 습도 조절 중요공해물질 (입자 / 가스) 차단 중요ISA Standard S81.04-1985 - “Environmental Conditions for Process Measurement and Control Systems: Airborne Contaminants”

고밀도고밀도

고밀도고밀도

고밀도고밀도

운영지원시설고밀도

주차장

고밀도고밀도

고밀도초고밀도 고밀도초고밀도

고밀도고밀도

초고밀도초고밀도 초고밀도초고밀도

운영지원시설

기반설비실

초고밀도초고밀도 초고밀도초고밀도

A B C D

데이터센터 필수 Design Concept ! Design

- Liquid Cool

- Free Cooling

- Liquid Cool

- Free Cooling

- Container

- Module Size

- Scalability

에너지 효율성 고밀도

유연성

- EMT

- ECC

- BMS

관리 및 모니터링

EMT: Energy Management ToolBMS: Building Management SystemECC: Enterprise Command Center

구축 + 이전 수행은 동시 진행

업무 수행 시 고려 사항

• 신규 구축보다 리모델링이 더 복잡• 사업자 선정 시 리모델링 경험 중요• IT 안정성 유지하면서 데이터센터 업그레이드• 서버, 스토리지, 네트워크 등 IT 이전 필요• Commissioning 중요• 운영 효율성

Construction

센터 IT 기반설비공사 (발주기간포함)시운전

2차전원 cabling 및이전지원

사업자선정

계획설계

기본설계

실시설계

안정화

Cabling 등이전 admin

1차이전

계획보완

사전준비장비발주

사전준비장비설치/모의훈련

2차이전

현황조사

현황조사

장비발주

장비설치, Test

회선이전

이전요건분석/계획수립

요건분석계획수립

이전요건분석/계획수립

요건분석계획수립

센터준공검사수전

발전기발주

UPS, 전원설비 , 공조설비발주

시운전

사업자 선정 시 고려 사항

• 설계 내용과 IT 운영 계획 연계 구축• 이전 계획과 연계 구축• 추가 설계 변경 및 구축 대응• 설계 요구 사항 변경 대응• 전산 시스템 변경 시 상황 대처 가능• 구축 완료 후 무장애 운영 책임

Relocation

기반설비 공사

이전 수행

고밀도 센터 리모델링 사례 (국내)

외기 도입으로

년간 23% 에너지

비용 절감

ISSUE SOLUTION

최신 대형 서버, 1U 서버, 블레이드 서버등의 설치 시 전력 공급및 냉각 문제 발생

효과적 냉각시설설계의 어려움

Free Cooling: 인프라효율에 따른 전력비용변화가 큼.

고효율 UPS

Hot / Cold Aisle

2kw 4.4kW/rack

사례

고밀도 센터 리모델링 사례 (해외)

ISSUE SOLUTION

SPACE- 117평- IT 매년 30% 증가- 미사용 랙 공간:

Avg.40%

POWER- 전기비용 39% 증가

COOLING- 항온항습기 추가 불가- 서버 통합 불가 (열섬)

Rear Door Heat Exchanger 도입

STEP1: 고밀도 구역 생성 (12 Rack)STEP2: 저밀도 고밀도 서버 이전STEP3: 고밀도 구역 확장 (12 Rack)STEP4: 저밀도 고밀도 서버 이전STEP5: 고밀도 구역 확장 (12 Rack)

사례

총 36 고밀도 랙 구성을 통해 센터 수명 연장

맺음말 - 항상 IT를 먼저 생각한다

데이터센터 리모델링은:

전략 수립, 계획, 설계, 구축, 이전 등이 복합적으로 발생

가용성, 안정성이 무엇보다 중요

에너지 효율성 개선 필요 (Back to Basic 만으로도 10% 개선 가능)

장기적인 관점에서 투자

기존 데이터센터 개선에 가능한지 확인 필요

IT 관점에서 모든 것을 접근

감사합니다

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