El CPD eficiente

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CPD, eficiencia enegética, refrigeración, escalabilidad, modular, infraestructura de sistemas.

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  • Excelente presentación. Debo estudiarla con detalle
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El CPD eficiente

  1. 1. Programa de actividades Tecnimap 2010 EficiEncia En los cEntros dE datos patrocinador-colaborador
  2. 2. Eficiencia en los Centros de Datos ¿Es mi centro de Datos actual eficiente? Reduciendo consumos energéticos El ROI de las mejoras de eficiencia Enrique Birlanga Director Desarrollo Negocio All content in this presentation is protected – © 2009 APC by Schneider Electric
  3. 3. La presión sobre los DC afecta a la Eficiencia Energética Cambios rápidos Mejora de la de los sistemas IT disponibilidad Más Servidores, Más potentes Duda a largo plazo de la Incremento del Coste Capacidad/Densidad de la Energía Incremento en Variación en el la Densidad consumo eléctrico Adaptación a las normativas Consolidación de Servidores Nos vemos obligados a cambiar la forma de Diseñar, la Instalación, el Funcionamiento, los Sistemas de Control y Mantenimiento de los Centros de Datos © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  4. 4. Puntos Claves de referencia ● Mas del 50% de energía que va a un CPD es para los sistemas de energía y refrigeración – NO para las cargas IT ● Un CPD de 1MW (Carga IT) está continuamente desperdiciando sobre 400kW o 2,000 toneladas de carbón al año debido a un diseño pobre (DCiE = 50%, en vez del óptimo 70%) ● Cada kW ahorrado en un CPD ahorra sobre 1.000 € al año ● Cada kW ahorrado en un CPD reduce las emisiones de dióxido de carbono unas 5 toneladas al año ● Un 1% de mejora en eficiencia de infraestructura de CPDs - data center infrastructure efficiency (DCiE) corresponde aproximadamente a un 2% de reducción en facturas eléctricas White paper 66 © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  5. 5. Costes Energéticos, Tendencia al alza / Emisiones CO2 ● 0,12 € por kWh es el coste de energía eléctrica media en Europa ● Basándonos en este precio el coste anual de energía eléctrica suministrada por {1 kW / IT} está alrededor de 1.000,- €. ( 365 x 24h = 8760h x 0,12 € = 1.051,20 €/año ) ● Las Infraestructuras Físicas Críticas de Redes necesitan aproximadamente la misma cantidad de energía ! => 1.000 € por kW al año ● Durante los 10-años-Vida de un DC, cada kW de carga-IT cuesta alrededor de 20 k€ ● Y a tener muy en cuenta 1kWh = 0,6 kg CO2! © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  6. 6. La Ineficiencia del Hardware!!! 99.999% de los VATIOS ENTRADA se convierten en calor Ineficiencia (desperdicio) Trabajo útil 50% 40% 99.999% .001% 50% 60% ENTRADA Business Capa Silicon Apps Física Computing Hardware .001% de los VATIOS ENTRADA se destinan a trabajo IT 60% 50% © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009 .001%
  7. 7. Flujo Energético en los Centros de Datos Refrigeración 45% * Energía 25% © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  8. 8. Ideas para ∆ la Eficiencia del DC y reducir las emisiones de CO2 ● Optimizar el DC existente ● Valoración de la eficiencia (Auditorías) ● Sistemas de Control y Gestión ● Diseñar eficientemente los DC ● Utilizar sistemas eficientes ● Detalle pormenorizado de los elementos del DC ● Buscar soluciones más eficientes para el DC ● Búsqueda proveedores líderes en el mercado de la eficiencia •Refrigeración pasillos/Rack •SAIs escalables y eficientes © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  9. 9. Puntos a destacar de las Ineficiencias en DC ● Sobre dimensionamiento de los equipos de Potencia y Refrigeración ● Diseño Físico poco adecuado de los DC ● Modelos de flujo de aire ineficientes ● Redundancia para la disponibilidad ● Bajo rendimiento de los equipos de Potencia y Refrigeración y puesta a punto mal calibrada. ● Obstrucciones de los filtros de aire y agua ● Cables en los falsos suelos (paso de la refrigeración) © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  10. 10. Consumo energético comparado con la carga IT IT Load Aux Devices Lights Humidifier Chiller Mejorar la eficiencia significa: Pumps • reducir consumo eléctrico Heat Rejection (INCREMENTAR el rendimiento) para CRAC cada uno de estos elementos Distribution Wiring Switchgear Generator PDU UPS White 0% 0.0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 20.0% 40.0% 60.0% 80.0% 100.0% 120.0% paper Power consumption as % of the IT load Consumo en % de energía eléctrica de 144 la carga IT en un DC © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  11. 11. Go to latest online Click to resume Go version of this tool Done presentation mode © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  12. 12. Go to latest online Click to resume Go version of this tool Done presentation mode © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  13. 13. ¿Qué nos aportan las auditorías de eficiencia energética? Virtualización - 80 servidores estándar con 350 W ● Renovar todo hardware antiguo 28.000 W ● Utilizar el 100% de las posibilidades - Pueden ser consolidados en 10 del hardware servidores Blade con 3,5 kW .. 3.500 W ● Usar equipos IT modernos con alta eficiencia energética (90%+) y gestión de la alimentación inteligente. Ahorro Energético ● Virtualización para cargas eficientes de equipos IT 24,5 Kw. = 51.509,- (incremento de carga del 5% al 80%) €/año ● No olvidarse de los periféricos y los sobremesa (“Stand-by“) [129 toneladas © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009 CO2/año]
  14. 14. Diseñando y especificando Alta Eficiencia ● Conceptos para especificaciones de DC Eficientes ● DCiE o PUE ● Condiciones ambientales (donde está ubicado) ● Cómo deberán funcionar las cargas IT ● Objetivos a nivel TIER’s ● Herramientas de ayuda (Análisis impacto CO2) ● ESTANDARIZACIÓN en los equipamientos del DC ● ESCALABILIDAD en los equipamientos del DC © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  15. 15. Formas de expresar la eficiencia Fabricantes Fabricantes Actual Actual ESPECIFICACION BENCHMARKS MEDIAS INSTANTANEA Para similares Para similares Durante uso Durante uso CITY HWY Combined for THIS car Average Right now Over time period 22 30 27 20 35 ALL mid-Sized ¡Atención Muchos datos de eficiencia publicados son ambiguos respecto a como se expresa y que se ha incluido en los cálculos © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  16. 16. ¿Conoce el nivel de eficiencia de su Data Center? Valor = Disponibilidad x Flexibilidad Coste ¿Por qué no tener un parámetro similar al consumo en los coches, 6,5 litros/100 Km ? Potencia Total de entrada en el Data Center _____________________________ Power Useful Energy = (PUE) Potencia para el equipamiento IT PUE en Data Center Eficiencia Tier III Bajo 3 Eficiencia 60% Medio 2 40% Alto 1,6 % Carga IT © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  17. 17. Eficiencia en el CPD en función de la carga IT 100% 90% 80% 70% 60% Eficiencia 50% 40% CARGA 30% OPERATIVA % de capacidad 20% utilizada ahora mismo 10% 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% % Carga IT El rendimiento decrece drásticamente si los niveles de carga son bajos, NO debe dimensionar un DC ahora, pensando en los niveles de carga IT a alcanzar en los próximos 3 o 5 años © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  18. 18. Ejemplo de especificación de la eficiencia apropiada El CPD será designado para conseguir una media anual DCiE de 65% al 50% de 2MW de carga IT medida. Para los cálculos de eficiencia, las cargas serán categorizadas de la siguiente forma: Carga IT: Servidores, almacenamiento, equipo de redes, network operations center stations Infraestructura CPD: SAI, PDUs, switchgear, cableado, generador, controles, AA, enfriadoras, bombas, sistemas de eliminación de calor, sistemas de ventilación del CPD, iluminarias, humidicadores No incluido: Iluminaria de oficina, iluminaria externa, AA de oficina, equipamiento oficina, equipamiento cocina © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  19. 19. La realidad de la eficiencia de la infraestructura de los CPD •La media será mejor 90% •El peor DCiE será MUCHO mejor 80% DCiE DCiE 70% DCiE DCiE 60% Data Center Infrastructure 50% Efficiency 40% 30% ¿Dónde está SU cpd? 20% 2009 2014 2019 © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  20. 20. Mejoras para conseguir eficiencia de infraestructuras (Medias de base instalada) € de ahorro sobre 15 Ganancia Ganancia MEJORA años en 1MW de Dispositivo DCiE CPD** Moverse de Refrigeración de sala a refrigeración dinámica 70% 8% 5,900,000 € de rack/fila Economizadores de Refrigeración 38% 4% 2,500,000 € Dimensionamiento adecuado a través de equipamiento de potencia y refrigeración 4% 4% 2,400,000 € modular SAI de Alta Eficiencia 8% 4% 1,900,000 € Control dinámico de planta de refrigeración (VFD fans, 25% 2.5% 1,200,000 € pumps, chillers) TOTAL de la industria desde 47% a 72% DCiE 25% 13,200,000 € ** valores basados en .15 por kwhr de coste electricidad, empezando en un DCiE de 47%, y densidad media por rack de 8KW/rack © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  21. 21. ¿Hay un intercambio de eficiencia por densidad? ● Alta densidad y Alta eficiencia están relacionados ● Mucha gente piensa que la alta densidad hace peor la eficiencia SOLO cierto cuando intentamos refrigerar alta densidad con CPDs existentes ● Alta densidad permite alta eficiencia en un diseño apropiado de nuevos CPDs o un punto concreto en un CPD existente ● Tamaños + cortos de tuberias Menos energía de bombeo ● Menores longitudes de flujos de aire Less fan power ● Menor mezcla de aire ● Temperaturas de retorno +altas Menos energía para humidificación/deshumidificación y enfriadoras Los CPDs más eficientes serán los CPDs de alta densidad © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  22. 22. Alta eficiencia en CPDs de alta densidad Los productos dentro de nuestras soluciones. 1 Refrigeración por pasillos 2 Alto rendimiento de los SAIs 3 Software de control y gestión de la capacidad y energía (Capacity & Change Manager) para Energía, Refrigeración y Racks Equipamiento modular y escalable de Refrigeración y 4 SAI White paper 126 © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  23. 23. Refrigeración por pasillos 100% ● Diseño basado en la alta densidad 90% ● La energía consumida por los ventiladores se reduce un 50% 80% C o o lin g E f f ic ie n c y ● Menor necesidad de humidificación y des humidificación ● En instalaciones medias pequeñas, los 70% falsos suelos pueden ser eliminados. ● La capacidad de Refrigeración debe 60% “seguir” la evolución de las cargas IT. Evoluciones debido a la virtualización o el 50% movimiento de servidores,.. 40% White 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% paper % IT Load 130 © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  24. 24. Alto rendimiento de los SAI 100% 95% ● El rendimiento de los SAI es un factor muy importante en la eficiencia 90% del DC ya que el total de la carga IT 85% pasa a través de ellos % Efficiency 80% ● Mejorar desde el {82% / 92%} a 96% el rendimiento del SAI, corresponde 75% a una reducción significativa de 70% pérdidas y consecuentemente un ahorro económico 65% ● En algunos casos el ahorro puede 60% llegar amortizar muy rápidamente el 55% coste del SAI 50% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% % Carga IT © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  25. 25. Gestor de Capacidad y Control de Energía del DC ● El desconocimiento real de la capacidad del DC es la primera causa de Ineficiencia en un DC. ● Este Software puede identificar la capacidad real (incluso por Rack) y ayudarnos a prevenir la mala utilización de esta capacidad. ● Como efecto inmediato es que puede ajustar más los equipos de energía y cooling en el DC ● Capacity Change Manager puede identificar las oportunidades de mejora de eficiencia en el DC Central software with Capacity & Change Manager White paper 150 © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  26. 26. Refrigeración y SAIs modulares y escalables ● Los valores Potencia Eléctrica y Refrigeración se fijan al inicio y no 100% Instalación de Energía varían con la carga IT (consecuencia 90% y Refrigeración la eficiencia se degrada con bajas 80% cargas IT) 70% ● Sobredimensionar es la causa primera % Eficiencia E f f ic ie n c y de la ineficiencia en un DC 60% ● El problema se incrementa y empeora 50% con Virtualizacion y Servidores de Alta 40% Potencia, si tanto la energía como la refrigeración han sido dimensionadas al 30% máximo de las cargas no típicas como 20% las citadas. 10% ● SAI y Refrigeración pueden ser escalables en capacidad y reducir 0% drásticamente las pérdidas. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% % Carga IT % IT Load © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  27. 27. ¡Bien dimensionado! Evolutividad & Escalabilidad © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  28. 28. Ahorro de un buen dimensionamiento Utilizando 1 MW de potencia para la Carga IT Incrementar el rendimiento/eficiencia de un UPS de un 92% hasta un 96%, ahorra 58.856,- €/año y 294 toneladas CO2/año © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  29. 29. Optimizando la refrigeración del Centro de Datos Ahorros: ● Aumentando la temperatura envío de aire a los equipos IT de 20 a 26ºC, llevan a una mayor eficiencia ~ 4% por °C ● Mayor temperatura del agua refrigerada (ej. 12° en ve z C de 6°C) significa que el compresor requiere menor 10-15% potencia ● El uso de agua refrigerada permite el free cooling indirecto, el cual es más eficiente tanto con mayor ~ 33% temperatura del agua refrigerada, como con mayor temperaturas de envío de aire ● Reducción de la deshumidificación por alto calor de 3-5% cambio de temperatura, lo que ahorra energía en la humidificación adicional. © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  30. 30. Problemas típicos en CPDs convencionales Simulado con Flovent •Restricciones del flujo de aire (ej. Tamaño por Flomerics baldosa) •Mezcla de aire •Direccionamiento del aire caliente no dedicado Sin paneles ciegos Vista lateral © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  31. 31. Pasillos Calientes y Frios © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  32. 32. Sistemas de Contención del Pasillo Caliente Alta densidad y Alta eficiencia Más de 30 kW de refrigeración por rack posible © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009
  33. 33. Eficiencia en los CPD Summary ¿Es mi CPD eficiente? Probablemente 5-20% menos eficiente de lo que podría; se puede aprender de las auditorías de eficiencia para CPDs ¿Cómo reduzco el Identificando las ineficiencias y corrigiéndolas. consumo energético? Cambios simples como fijar la temp adecuada nos dan mejoras importantes. Diseño de nuevos CPDs y/o zonas de alta densidad. Usar equipamiento modular y escalable de alta eficiencia tanto de potencia como refrigeración ¿La mejora de eficiencia Muchas mejoras son gratuitas y esenciales en la tiene un buen ROI? fase de diseño de NUEVOS cpds o zonas específicas. Muchos cpds EXISTENTES tienen significativas oportunidades rápidas de conseguir y de identificar en una auditoría © 2009 APC by Schneider Electric Junio 2009

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