Managed hosting door True

Trendbreuk nodig voor rekencentra

Elektriciteitsbehoefte moet drastisch naar beneden

 

Er is een trendbreuk nodig in het elektriciteitsgebruik van computerapparatuur. Het doorzetten van huidige trends betekent een groei in de periode 2005-2010 met 76 procent van alleen al de servers in datacentra. Computer(infrastructuur)leveranciers en de beheerders van datacentra proberen de energieconsumptie naar beneden te krijgen.

Het is al langer bekend dat het stroomverbruik van computerapparatuur steeds maar stijgt. Daarbij is een onderscheid te maken tussen de individuele apparaten en de stijging als gevolg van volumetoename. Voor het eerst zijn er schattingen gemaakt van de watt-honger in rekencentra. Deze zijn opgetekend door Jonathan G. Koomey in zijn rapport Estimating Total Power Consumption By Servers In The U.S. And The World (15 februari 2007). Koomey is professor aan de Stanford University in Californië en een expert op het gebied van elektriciteitsgebruik door kantoorapparatuur, computers en rekencentra.

De basis voor zijn berekeningen zijn de schattingen van onderzoeksbureau IDC over het toenemende aantal servers. Daarbij valt op dat meer blades ingezet zullen worden (die meer stroom verbruiken) dan ‘traditionele’ exemplaren en dat de hongerige hoogwaardige servers vervangen worden door minder veeleisende midrange broertjes. Tevens speelt de al ingezette consolidatie- en virtualisatieslag een rol. Dit leidt namelijk tot een verkleining van het volume. IDC schat dat het aantal meest gangbare servers in de periode 2005-2010 stijgt met 50 procent, terwijl het volume van midrange en high end servers in die periode daalt met 20 tot 30 procent. Als de energiebehoefte per server gelijk blijft aan de huidige standaarden, dan betekent dit wereldwijd een stijging van de elektriciteitsbehoefte met 40 procent. Als daarentegen de energiehonger van servers net zoveel stijgt als dat is gebeurd in de periode 2000-2005, dan hebben de servers in 2010 76 procent meer stroom nodig dan in 2005.

Niet alleen servers hebben stroom nodig, ook de infrastructuur, koeling, opslagmedia, verlichting en dergelijke verbruiken energie. Als je dat allemaal bij elkaar optelt, dan hebben rekencentra wereldwijd in 2005 in totaal een elektriciteitsrekening gepresenteerd gekregen van ongeveer 7,2 miljard dollar, aldus Koomey.


Grootgebruikers

De energiehonger is een factor van betekenis geworden. Zuiniger apparatuur scheelt een aardige duit in de portemonnee en leidt bovendien tot minder CO2-uitstoot. Leveranciers van computerapparatuur liften mee op de toegenomen belangstelling voor klimaatverandering en prijzen hun waren tegenwoordig aan in termen van lagere koolstofdioxide-bijdrage dan vergelijkbare producten van concurrenten.

Voordat de leveranciers tegen het licht worden gehouden, is het wellicht aardig eens te kijken wat hostingcentra – de huidige grootgebruikers – doen om het stroomverbruik te beperken. TelecityRedbus zegt zijn klanten regelmatig te adviseren over het gebruik van energie-efficiënte apparatuur. Tevens wordt er schaalvoordeel behaald door allerlei individuele hosting-omgevingen binnen één datacenter samen te voegen. Managing director Alexandra Schless zegt continu in gesprek te zijn met leveranciers van apparatuur voor de infrastructuur om milieubewuste oplossingen toe te passen. “Bij onze laatste uitbreiding in het Amsterdam Science Park hebben we gekozen voor een koeltechniek die een grote energiebesparing met zich meebrengt ten opzichte van conventionele technieken.”

BIT, een zakelijke internet service provider, heeft recent een nieuw datacenter laten bouwen. Directeur Michel van Ossenbruggen: “We hebben geïnvesteerd in goede isolatie, systemen met de zuinigere AMD-processoren, en zaken als automatische verlichting. We hebben gekozen voor een koelinstallatie die in staat is bij een lage buitentemperatuur de ruimte te koelen zonder dat de compressoren draaien. Dat scheelt zoveel energie dat we zelfs in aanmerking kwamen voor subsidie op de installatie.”

Van Ossenbruggen zegt dat zijn bedrijf het stroomverbruik niet koppelt aan quota, zoals de meeste andere providers, maar rechtstreeks en transparant doorberekent aan klanten. “Op die manier hebben zij ook een prikkel om zuiniger te werken.”

Warmteopslag

WideXS is de hosting-tak van de internet & network service provider ion-ip. Op dit moment is WideXS bezig zijn ‘Advanced Hosting Centre’ in Amsterdam uit te breiden. Daarbij is er speciale aandacht voor energiezuinigheid. Jan van Berne, ceo van ion-ip, zegt te kiezen voor energiezuinige processoren, verder compartimentering van de koude en warme zones waardoor minder energie nodig is om de koeling te realiseren, en voor zuinige aircosystemen. Tevoren is gekeken of het mogelijk was de overtollige warmte af te voeren aan afnemers in de buurt, of dat de warmte in de grond kon worden opgeslagen om ’s winters te gebruiken voor verwarming van de kantoren, of de warmte toe te voeren aan een systeem dat deze warmte omzet in elektriciteit.

“Helaas bleken er geen bedrijven in de directe omgeving die de warmte wilden afnemen”, zegt Van Berne. “Bovendien bleek het terugvoeren van warmte uit de aircosystemen aan een generator of turbine een zodanig slecht rendement te hebben dat minder dan tien procent van de warmte-energie weer beschikbaar zou kunnen komen.”

Ook is nog kort de mogelijkheid van de plaatsing van een eigen gasturbine onderzocht die centraal zowel koeling als energie op zou wekken. De energiebesparing die dit op papier op zou kunnen leveren was echter veel te beperkt om de aanzienlijke extra investering te rechtvaardigen.

Green Grid

Dat de ict-industrie het onderwerp serieus neemt, moge blijken uit de oprichting van de Green Grid begin 2007. Tot de oprichters behoren AMD, APC, Dell, HP, Intel, Microsoft, Rackable Systems, SprayCool, Sun Microsystems en VMware. Inmiddels is er nog een dertigtal bedrijven bijgekomen, waaronder Cisco, Novell, Netezza en Texas Instruments.

Doel van dit consortium is te onderzoeken hoe de energie-efficiëntie van rekencentra is te verbeteren door andere technologie, infrastructuren en/of processen.

Half april is de eerste technische bijeenkomst gehouden van The Green Grid. De resultaten daarvan moesten bij het ter perse gaan van dit nummer nog worden opgetekend. Doel was een programma en plan op te stellen voor de komende tijd. Op die agenda staat in elk geval het voorstel (van Intel) om over te schakelen van wisselstroom naar gelijkstroom. Wisselstroom is ideaal voor transport van elektriciteit over grote afstanden, maar bij de omschakeling van wissel- naar gelijkstroom gaat veel energie verloren (in de vorm van warmte). Volgens Intel is veertien procent te bezuinigen op elektriciteitsverbruik van rekencentra door gelijkstroom te gebruiken. IBM en Sun zijn het daar niet mee eens en datacenter-expert Bob Sullivan wijst erop dat bedrijven die van oudsher werken met gelijkstroom (zoals telecommunicatiebedrijven) juist bezig zijn over te schakelen op wisselstroom, omdat dit doelmatiger zou zijn. Niettemin acht The Green Grid dit onderwerp waarschijnlijk zinvol genoeg om er ‘een commissie aan te zetten’.

Processoren

AMD, Sun, Intel, HP en IBM buitelen over elkaar heen om te zeggen dat zij de zuinigste processoren op de markt brengen. Het is een beetje lastig om ze met elkaar te vergelijken, omdat er geen standaardmethode is ontwikkeld die moet uitwijzen wie de ‘groenste’ processor maakt.

Wat toch opvalt in de discussie is dat zij wel alles op alles zetten om de elektriciteitsconsumptie naar beneden te brengen of om in elk geval de hitteproductie te verminderen. Daar lijkt overigens een één-op-één-relatie tussen te bestaan: elke watt die erin gaat, moet ook worden gekoeld.

Een paar voorbeelden om de inspanningen van de processorfabrikanten scherp te stellen. Ze komen van Intel, maar staan model voor inspanningen van concurrenten. Met de quadcore serverprocessoren heeft Intel in anderhalf jaar een vertienvoudiging bereikt van de energiezuinigheid (12,5 watt per core). Bij zijn introductie was de Core 2 Duo 40 procent sneller, maar ook 40 procent zuiniger dan zijn voorganger. De huidige generatie Centrino is 2,3 keer sneller dan vorige generaties, en even zuinig.

IBM benadrukt de ingebouwde mogelijkheid van power management in zijn processoren, waardoor de ‘rekenkernen’ in ‘winterslaap’ gaan als ze zien dat er geen werk aankomt.

Ook Microsoft wijst in deze discussie op de mogelijkheid om pc’s in slaapstand te zetten als ze niet worden gebruikt. Met Vista is het mogelijk om op deze manier per jaar 45 ton CO2 te besparen bij een bedrijf met 200 pc’s: in geld uitgedrukt een besparing op de energierekening van 63 euro per pc per jaar. Het argument van beheerders om de pc’s toch aan te laten om upgrades of patches te kunnen distribueren, pareert Microsoft met de opmerking dat zijn System Center Configuration Manager 2007 in staat is om die slapende computers even wakker te maken. Microsoft meldt trouwens dat ook andere bedrijven dergelijke software beschikbaar hebben.

Opslag

Virtualisatie is een onderwerp dat leveranciers als IBM en HP vaak aandragen om de totale consumptie naar beneden te brengen. Cisco zegt daarover: “Appliances worden vaak vervangen door ‘line cards’ in onze switches. Minder apparaten betekent minder energieverbruik”, aldus woordvoerster Annerieke Kamphuis.

Sun brengt de thin-clientbenadering in de discussie. “De SunRay gebruikt als desktop slechts 8 watt, terwijl de gemiddelde pc meer dan 200 watt gebruikt.” Ook NEC haalt dit argument aan bij zijn introductie van het Virtual PC Center.

Koeling maakt een belangrijk aspect uit van de totale energiebehoefte. APC benadrukt dat bij de inrichting van een rekencentrum terdege met dit onderwerp rekening moet worden gehouden. Zo creëert APC zelf warmte- en koudezones in een rekencentrum en voorkomt het bedrijf dat deze luchtstromen met elkaar mengen. Ook is gerichte koeling een wapen van APC: niet de hele ruimte kouder maken, maar alleen die plaatsen waar dat nodig is.

Ook opslagleveranciers zijn zich terdege bewust van hun ‘groene’ verantwoordelijkheid. NetApp heeft in februari van dit jaar een brochure uitgebracht met acht stappen om te komen tot lager energieverbruik door doelmatigere storage. Consolidatie en information lifecycle management spelen daarin een belangrijke rol, evenals het gebruik van SATA-schijven in plaats van Fibre Channel-exemplaren.

Plasmon spant op dit vlak de kroon. Deze levert met zijn UDO (ultra density optical) archiveringsoplossing een zeer zuinig opslagmedium, omdat een optische schijf niet hoeft te draaien, terwijl magnetische schijven die rotatie wel nodig hebben. Volgens Plasmon heeft UDO daardoor vijf tot acht keer minder energie nodig dan het vergelijkbare product van NetApp en zelfs 23 tot 38 keer minder energie dan de EMC Centera.

Trendbreuk

Al deze inspanningen zijn echter een kwestie van suboptimalisatie. Ondanks alle inspanningen zullen de energiebehoeften van rekencentra blijven toenemen. Simpelweg omdat er elke dag gewoon veel meer data bijkomen. Die groei is groter dan de bezuinigingen op energie die de ict-industrie weet te bewerkstelligen.

Een vergelijking met de auto-industrie ligt voor de hand. De voertuigen van nu zijn veel zuiniger dan de wagens van pakweg vijf jaar geleden. Maar er zijn er gewoon veel meer, waardoor de totale bijdrage aan CO2 nog steeds onaanvaardbaar is. Waterstof, met hybride voertuigen als tussenfase, is hier de oplossing.

Zo’n trendbreuk is ook nodig in de ict-sector. Intel heeft een eerste stap (of is het een plaagstoot?) gegeven door een wedstrijd uit te schrijven voor de ontwikkeling van een notebook met een alternatieve energiebron. TU Delft doet hieraan mee.

Interessant is eveneens te zien wat MIT-professor Nicholas Negroponte probeert te bereiken met zijn One Laptop Per Child (OLPC). Het doel is een notebook van honderd dollar te maken die geen elektriciteit van buitenaf nodig heeft en gebruikt kan worden door de ongeveer 1,5 miljard kinderen in ontwikkelingslanden. Aanvankelijk was het apparaat uitgevoerd met een slinger aan de zijkant om al draaiend elektriciteit op te wekken. Dit bleek te breukgevoelig. Er zijn nu exemplaren ontwikkeld met een soort naaimachinepedaal om de benodigde stroom te leveren. Het is uiterst interessant om te zien wat OLPC aan hard- en software ontwikkelt om het energievraagstuk op te lossen.

Voor rekencentra voldoet zo’n oplossing niet. Dan moet je toch eerder denken aan brandstofcellen, wind- of zonne-energie. Op dat vlak zijn er (nog) geen tastbare resultaten.










Dit artikel is afkomstig van Computable.nl (https://www.computable.nl/artikel/1992519). © Jaarbeurs IT Media.

?


Lees meer over


 
Vacatures

Stuur door

Stuur dit artikel door

Je naam ontbreekt
Je e-mailadres ontbreekt
De naam van de ontvanger ontbreekt
Het e-mailadres van de ontvanger ontbreekt

×
×