Zvyšování efektivity datových center

© 2010 IBM Corporation

Zvyšování efektivity datových center

Konference TINF 2010, 30.11.2010

Stanislav Bíža, IBM Global Technology Services


Agenda

Datová centra: požadavky stávajícího trhu

Vývoj datových center od 80 let Oblasti úspory energie v DC Jak začít? Řešení pro energeticky efektivní DC


Problémy globalizovaného světa vyžadují změnu přístupu

Změna klimatuZměna klimatuZpomalení ekonomikyZpomalení ekonomiky

Nedostatek energií a Nedostatek energií a nestabilita cennestabilita cen

Nedostatek surovinNedostatek surovin

Rostoucí urbanizaceRostoucí urbanizace

Požadavky Požadavky vlastníků na růstvlastníků na růst

Rozvojové zeměRozvojové zeměRůst populaceRůst populace


Datová centra nejsou výjimkou

Rostoucí výpočetní výkon mezi roky 2000 a 2010Nárůst 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 centraSpotřeba datových center se zdvojnásobuje každých 5 let3

Náklady na vybudování datového centra rostou: 30 až 50 milionů $ na 2.000 m2 DC

Provozní náklady = 3 až 5 krát CAPEX během 20 let

Datová centra v různých částech životního cyklu78% 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

1.IBM and Consultant Studies2.Digital Realty Trust; Emerging Trends in the data centre market, DCD London, November 2007 3.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 2005. ASHRAE Publication: Datacomm Equipment Power and Cooling Applications, 2005, page 246. IDC The datacenter evolution: Technologies, Designs, People and Green, Michele Bailey, 2008

Vývoj datových center k vyšší efektivitě

80´s, 90´s 202000´s 10´s

transformace

Celkové provozní náklady ... black box. Náklady na provoz DC rozpočítány mezi všechna

oddělení firmy.

Dynamické monitorování a řízení spotřeby energie, úplný přehled o nákladech a přímá dpovědnost za jejich výši.

Zaměření na CAPEX – náklady na stavbu a infrastrukturu

Zaměření na OPEX – provozní náklady, TCO

DC budována s přebytkem kapacity => nízká utilizace

Škálovatelnost, modulatita, maximální využití instalované výpočetní kapacity

Best practices, standardizaceIndividuální design, DC „šitá na

míru“

Mnoho malých datových center; často v nevhodných

prostorách/lokalitách

Konsolidovaná DC ve vhodných lokalitách (bezpečnost, cena a dostupnost energií )


10 kroků pro snížení spotřeby energie datového centra

10%-50% Virtualizace Serverů & Storage Sníží požadavky na napájení a chlazení 0%-80% Konsolidce a relokace Optimalizace lokalit DC10%-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 chlazení Efektiivnější systém horké a studené uličky 4%-10% Zařízení pro napájení s vyšší účinností Nové 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.


Desetiletí zkušeností se správou 800,000 čtverečních metrů DC po celém světě

IBM Strategic Delivery ModelIBM Metrics 1997 Today

CIOs 128 1

Host data centers 155 7

Web hosting centers 80 5

Network 31 1

Applications 15,000 4,700GlobalResources

Strategic IGA Location

Strategic Web Locationfor IGA

Ethernet & Power9 Networks

TE

CH

NO

LO

GY

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

Zkušenosti IBM s optimalizací datových center


Building a smarter planet

Zákazníkům můžeme pomoci třemi způsoby:

Prodloužení životnosti infrastruktury existujícího

datového centra.

Optimalizace infrastruktury datových

center napříč celou společností.

Návrh nové infrastruktury DC, aby lépe odpovídala změnám požadavků IT.

Až zdvojnásobení kapacity pro IT

nebosnížení provozních nákladů až o 50%.

Zlepšení efektivity provozu při snížení

provozních nákladů až o 50%.

„Pay as you grow“ odložením 40-50%CAPEX a OPEX

nákladů.



Jak začít?


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


Shell 7%

Optimalizace investic na chlazení a napájení

Source: IBM Estimates

60% investičních nákadů DC jsou na chlazení a napájení. Cena podlahové plochy je cca 10% celkových nákladů.

Mechanical20%

Contingency9%

General Contractor Fee

8%

Architect / Engineer

5%

Commissioning2%

Fit-Up Costs9%

Instrumentation & Controls4%

Mechanical Cost Breakout

CoolingPlant72%

Raised Floor Cooling28%

Power Cost Breakout

Generator45%

UPS27%

Power Distribution28%

Power36%

Výběr zařízení pro chlazení a napájení, která budou pracovat s vysokou účinností během předpokládané životnosti DC

Shell 7%

© 2010 IBM CorporationChart and data source: American Power Conversion Corporation (APC) white paper, Implementing Energy Efficient Data Centers, #114, by Neil Rasmussen, 2006.

Power use

% c

elk

ov

é s

po

tře

by

en

erg

ie

DC

Chiller/cooling

tower

Informační technologie

Switch/gen

Uninterruptiblepower

supply (UPS)

Power distribution

unit

Computerroom air-

conditioner

Humidifier

Optimalizace IT infrastruktury

Optimalizace infrastruktury datového

centra

Řízení spotřeby DC

Lighting

Electrical and building systems30

25

20

15

10

55

0

Chladicí systémy

Snížení provozních nákladů na chlazení a napájení Start


Air Conditioning Units

Server Racks

Hot Spot Area

Diagnóza: Měření teplot v datovém centru


hot air is suckedinto cold aisle

Optimize to eliminate hot spots, reduce energy consumption, and extend the life of the data centre

Utilizing MMT

Hot spot at long aisle

13.0oC

54.5oC

33.7oC

@ 1.7 Meters

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

Mobilní zařízení pro měření teplotních profilů v DC

1 Measure

2 Analyze

3 Capture

• Thermodynamic Energy Savings

• Transport Energy Savings

• Deferred Investment DC


Doporučení seřazená podle priority budou prvním krokem ke zvýšení efektivity

Collect Identify JustifyCompare 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 expectedimprovement• 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

IT

Power

&

cooling

current optimise upgrade


Portfolio datových center

Green Data Center = Návrh DC s ohledem na maximální hustotu výpočetní kapacity se současnou minimalizací energetické náročnosti

EMDCEnterprise Modular

DC

HDZHigh

Density Zone

SMDCScaleable Modular

DC

PMDCPortable Modular

DC

Velká nová DC, se zřetelem na modularitu snížení nákladů.

Jednoduše instalovatelná HDC v běžném DC.

Vysoce flexibilní DC rozšiřitelní dle požadavků zákazníka. Může být instalováno v libovolných prostorách zákazníka.

Rychle realizovatelné, zcela předem vyvinuté, mobilní nebo dočasné “DC v kontejneru”

Velké DC-měřítko Malé


Odklad až 40% investičních nákladů, dokud není třeba výkon pro IT

Odklad až 50% provozních nákladůAž 50% úspory energie

Zvyšování investičních a provozních nákladů podle potřeb IT

Možnost 3× navýšení výkonu napájení a chlazení Možnost 4× navýšit plochu DC

Připravte DC na budoucí rozšiřování

Možnost rozšiřování bez výpadků provozu IT Standardizované provozní prostředí

Dostupný a předvídatelný prostor pro růst

Design na základě “open architectury”

Otevřené pro různé dodavatele IT technologií Možnost OEM inovací

Increase number of modules per data center

2x

3x

Po

wer

an

d c

oo

ling

gro

wth

Po

wer

an

d c

oo

ling

gro

wth

Až 4× rozšiřitelná plocha DC

Add modules asneeded

Rozšiřujte DC podle potřebyPlaťte jen za využité prostředky DC : Enterprise modular data center


Datová centra s vysokou výpočetní hustotou - HDZ

High density zona od IBM umožňuje 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

•Prodlužuje životnost stávajícího datového centra s podporou vysokých tepelných výkonů v tradičním řešení stávajícího datového centra

•Škálovatelné řešení umožující provozování high density IT zařízení potřebného růstu (od jednoho racku do tisíců)

• Příklad HDZ – do 780 blade serverů (tzv. žiletek) ve 14 serverových skříních, tzn. 25kW tepelných ztrát na rack (serverovou skříň), celkem tady 300kW na ploše cca 48m2.


Škálovatelný modulární systém DC•Rychlá realizace (8 – 12 týdnů)•Škálovatelné řešení umožňující snadno realizovat dnešní i budoucí potřeby•Možnost instalace v prostorách zákazníka•Nížší realizační náklady (až 20% snížení)•Nižší provozní náklady (až 40% snížení)•Energeticky efektivní•Úspora prostoru (až o 40% nižší potřeba)•Modularní koncepce 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


Mobilní modulární systém DC Plně funkční dPlně funkční datatovéové centr centrumum

• Kompletní infrastruktura IT racků, chlazení, UPS, protipožární ochrany, distribuce napájení, vzdáleného monitoringu

• Zařizení jsou servisovatelná z přední i zadní strany, což zjednodušuje servis

Otevřená aOtevřená architerchitekkturturaa• Podporující standard 19” racků pro

montovatelná IT zařízení• Před-konfigurovaná řešení podporující IBM

iDataPlex servery a racky• Před-konfigurovaná řešení pro IBM iDataPlex

serverové řešení a IBM BladeCentera a blade servery

EnergEnergetickyeticky ef efektivníektivní návrhnávrh• Špičkové energetické efektivity; DCIE: 66% -

74% Návrh podporuje použití vysoce efektivního chlazení instalovaného v místě zadních dveří

• Návrh využívá systém Horké a Chladné uličky

Zajišťující bezpečný provoz IT zařízeníZajišťující bezpečný provoz IT zařízení• Vnitřní provedení chrání instalovaná zařízení

proti požáru, kouři, vodě, elektromagnetickému záření RFI/EMI, vlhkosti, kondenzaci a templotním změnám

VýhodyVýhodyRychlý vývoj za 12-14 týdnů od plánu k spuštěníPlug and Play instalaceAž 50% snížení požadovaného prostoruInstalace data centra kde jej chcete a potřebujeteModularní a škálovatelný návrh podporující snadný růst

PMDC je umístěno v PMDC je umístěno v uzavřeném uzavřeném kontejnerukontejneru



IBM site and facilities services brochure

IBM report: cutting energy costs for a powerful competitive advantage

Extend the life of an existing data center: IBM Lexington case study

Data center strategy

Data center consolidation and relocation

Modular data centers provide an agile response to change

Art of the possible: rapidly deploying cost-effective, energy-efficient data centers

Prescription for server room growth: Design a Scalable Modular Data Center

Pro více informací



Děkuji za pozornost

... a těším se na dotazy

Ing. Stanislav BížaIBM Senior IT Architect, CISA

Documents

Zvyšování efektivity datových center