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1 Supported by: Project consortium: www.efficient-datacenter.eu Modulo 1 Introduzione e impatti energetico-ambientali dei Data Center e delle infrastrutture per l’IT Versione 1.0 21 Settembre 2011

2 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 2 Impatto ambientale integrato Data Centers Footprint Go GREEN!

3 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 3 Impronta ambientale dei Data Center –Secondo una previsione, il numero di server nel mondo aumenterà da 18 milioni nel 2007 a ​​ 122 milioni nel 2020 (Climate Group e GeSI 2008); –I server avranno anche capacità di elaborazione molto maggiore rispetto ai modelli attuali. Il trend storico di aumento il consumo di energia totale per server è quindi probabile che continuerà a crescere Classe di serverUSAMondo 200020032005200020032005 Volume186207217183214218 Mid-range424524641423522638 High-end55346428106734874581512682 Potenza media ponderata (Watt) delle vendite nella top 6 server (Fonte: Koomey, 2007)

4 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 4 Impronta ambientale dei Data Center  Questa crescita avrà effetti negativi sull'ambiente, in particolare quelli derivanti da  Questa crescita avrà effetti negativi sull'ambiente, in particolare quelli derivanti da: –Energia, risorse e altri impatti della creazione e produzione di materiali che sono integrati nei server acquistati e negli altri apparecchi del data center; –Consumo energetico dei data center, e attività come il raffreddamento e umidificazione che sono ad esso associati, e –Smaltimento a fine vita delle apparecchiature.

5 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 5 Impronta ambientale dei Data Center Si prevede che l’impatto ambientale del data center a livello globale, compreso il funzionamento delle apparecchiature e l’energia grigia, triplicherà da 76 milioni di tonnellate di emissioni di CO2 equivalente nel 2002, a 259 milioni di tonnellate nel 2020 (Climate Group e GeSI 2008). Lo studio assume che il 75% di queste emissioni sono legate ai consumi nella fase di utilizzo; Questo totale rappresenta circa il 14% e 18% del totale delle emissioni legate all’ICT; Le emissioni di CO2 equivalente relative all’ICT si dice siano circa il 2% del totale mondiale (Climate Group e GeSI 2008). Quindi, i data center pesano per circa lo 0,3% delle emissioni mondiali di CO2 equivalente.

6 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 6 Diventa VERDE!  Il termine si riferisce all’utilizzo economico responsabile delle risorse naturali;  Il termine GREEN si riferisce all’utilizzo economico responsabile delle risorse naturali;  significa massimizzare l’efficienza dei data center;  GREEN significa massimizzare l’efficienza dei data center;  Esamina le infrastrutture del data center più da vicino e comprendi dove essere più affidabile e allo stesso tempo più efficiente dal punto di vista energetico ed economico;  Ci sono modalità per raggiungere livelli accettabili di affidabilità senza sacrificare l'efficienza, requisito di responsabilità ambientale per i data center;  Benefici ambientali, economici, per la salute e la società!

7 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 7 Consumi di energia e costi nei data center Trend attuale e potanziale di risparmio (Source: HP)

8 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 8 Consumo e costi energetici nei data center  Si tratta di un malinteso comune che lo spazio è il più grande fattore di costo durante la distribuzione di un data center;  Quando la maggior parte responsabili dei data center pensa al modo migliore per ridurre i costi dei data center, immediatamente prende in analisi la possibilità della riduzione della superficie;  La maggior parte del bilancio del data center è il consumo di elettricità;  Quando si cerca di ridurre i costi e di utilizzare le risorse in modo più efficiente, concentrarsi sulla riduzione del pezzo più grande della torta.

9 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 9 Disaggregazione dei costi del Data Center Disaggregazione dei costi del Data Center (Fonte: Schneider Electric) Il costo totale di proprietà (TCO) in 10 anni per un Network Critical Physical Infrastructure (NCPI) in un tipico data center può essere da $ 80.000 a $ 150.000 per rack (Schneider Electric).

10 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 10 Data Center degli Stati Uniti: consumo totale di elettricità   Il numero di data center IT è aumentato paurosamente;   Negli Stati Uniti, tra il 2000 e il 2006, la domanda di energia elettrica per i data center è più che raddoppiato a 61 miliardi di kWh, circa 1,6% del consumo totale di energia elettrica;   Nel 2008 il valore è aumentato (+13%) a circa 69 miliardi di kWh (1,8% del 2008 totale delle vendite di energia elettrica degli Stati Uniti);   può essere tecnicamente possibile ridurre questa domanda fino all’80% (a 13 miliardi di kWh, con un calo 56 miliardi di kWh) attraverso la ricerca aggressiva di misure di efficienza energetica.

11 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 11 Data Center degli Stati Uniti: consumo totale di elettricità   I volume server e sistemi di raffreddamento rappresentano il 70% della domanda attuale;   Si stima che circa un terzo della domanda totale provenga da data center aziendali; –Le riduzioni più significative domanda sono associate ai server volume e ai sistemi di raffreddamento; –La riduzione della domanda di rimozione di calore del dispositivo IT e la fornitura di energia giocano un ruolo dominante nel ridurre al minimo l'uso delle apparecchiature elettriche di servizio; –Le misure infrastrutturali possono portare a significativi risparmi, soprattutto migliorando l'efficienza nel raffreddamento e l'efficienza dei sistemi UPS.

12 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 12 Data Center mondiali: consumo totale di elettricità - Il consumo di energia elettrica utilizzata da data center in tutto il mondo è aumentato del circa il 56% dal 2005 al 2010 anziché raddoppiare (come ha fatto nel periodo 2000-2005), mentre negli Stati Uniti è aumentato di circa il 36% anziché raddoppiare; - Globalmente i data center nel 2010 rappresentano probabilmente un consumo di energia elettrica dell’1,1%-1,5% del totale. Per gli Stati Uniti il numero è compreso tra 1,7 e 2,2%; - Google è un utente di alto profilo di server,, ma meno dell'1% dell'energia elettrica utilizzata dai data center di tutto il mondo è attribuibile a tale società. (Fonte: Koomey, la crescita dei consumi di energia elettrica dei data center 2005 al 2010) Europa occidentale -> 56 TWh / anno al 2007 e si prevede un aumento a 104 TWh / anno entro il 2020

13 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 13 Potenziale di risparmio Potenziale di risparmio per misura di incremento di efficienza negli Stati Uniti: le stesse misure possono essere applicate in Europa. (Fonte: Koomey, la crescita di energia elettrica dei data center usare 2005 al 2010)

14 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 14 Metriche e programmi di efficientamento dei data center EnergyStar, SPEC, The Green Grid, Climate Savers Computing Initiative, JEITA

15 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 15 Energy Star   Energy Star è uno standard internazionale per i prodotti di consumo ad alta efficienza energetica, originario degli Stati Uniti d'America;   E‘ stato creato con un programma governativo degli Stati Uniti durante i primi anni 1990. Australia, Canada, Giappone, Nuova Zelanda, Taiwan e Unione europea hanno adottato successivamente il programma;   Le specifiche EnergyStar fissate sono diverse per ciascun apparecchio, e sono fissate congiuntamente dall’Environmental Protection Agency e dal Dipartimento dell'Energia USA.

16 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 16 Energy Star: efficienza e requisiti per alimentatori dei server Tipo di alimentatorePotenza di targa10% del carico 20% del carico 50% del carico 100% del carico Multi-OutputA tutti I livelli di outputN/A82%85%82% Single-Output≤ 500 watt70%82%89%85% > 500 - 1,000 W75%85%89%85% > 1,000 W80%88%92%88% Power Supply TypePotenza di targa10% del carico 20% del carico 50% del carico 100% del carico Multi-OutputA tutti I livelli di outputN/A Single-Output≤ 500 wattsN/A0.800.900.95 > 500 - 1,000 W0.650.800.900.95 > 1,000 watts0.800.90 0.95 Efficienza energetica Fattore di potenza

17 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 17 Energy Star: requisiti sulla potenza in standby (idle) CategoriaNumero di processori installati Potenza di Base in Idle State (Watt) A155 B1 M65 C2100 D2 M150 Caratteristiche del sistema Si applica aPossibilità di potenza addizionale massima Alimentatori aggiuntivi Alimentatori installati per la ridondanza 20 Watt per alimentatore Dischi fissi aggiuntivi numero HD > 18 Watt per HD Memoria aggiuntiva Memoria installata > 4 GB 2 Watt per GB Ulteriori Dispositivi I / O Dispositivi> 2 porte da 1 Gbit diversi livelli a seconda della larghezza di banda  I requisiti sull’alimentazione possono essere utilizzati qualsiasi tipo di server  Il criterio sul modo stand-by è rilevante per i server con bassi carichi  Non considera l’efficienza in modalità attiva, importante per i carichi alti  I requisiti non coprono i server blade e quelli multi-nodo  I criteri quantitativi sono stati limitati ai server fino a 2 socket per CPU.

18 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 18 Energy Star: sviluppo versione 2  Includerà la modalità attiva  Includerà i Blade server  Basato su SPEC-SERT  Basato su un nuovo approccio di test per famiglie di prodotti

19 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 19 Energy Star: sviluppo versione 2  Per il completamento: – Finalizzazione dello strumento SPEC_SERT – Strumento di benchmarking (molto probabilmente SPEC SERT) è in via di finalizzazione e di test. La specifica Energy star richiede un singolo criterio, al momento deve essere ancora sviluppata una metrica simile in SERT. – La fase di test per le famiglie di prodotti deve essere sviluppata in modo ragionevole: I concetti proposti al momento non sono ancora sufficientemente chiari e convincenti. – Il concetto dovrebbe basarsi su criteri di potenza e performance esclusivamente per definire un quadro chiaro e non ambiguo.

20 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 20 SPECpower Benchmark – Lo Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC) è una associazione non-profit che ha lo scopo di stabilire, mantenere e favorire un set standardizzato di criteri di benchmark rilevanti che possano essere applivati all’ultima generazione di computer ad alte prestazioni; – SPEC sviluppa suite per il benchmark, compie revisioni e pubblica I risultati dei propri membri (organizzazioni) e di altri licenziatari di benchmark.

21 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 21 Esempi di SPECpower G7 (2.26 GHz,Xeon L5640) G6 (2.40 GHz, Xeon L5530) G5 (2.66GHz, Xeon L5430)

22 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 22 Applicazione e limiti di SPECpower Applicazioni consigliate  I dati di benchmark SPECpower_ssj2008 possono essere usati per la fase di appalto. Generalmente I fabbricanti non forniscono I dati per tutti I prodotti server, ma è possibile richiederli  SPECpower_ssj2008 fornisce informazioni utili in particolare per applicazioni e carichi di lavoro intensi sulle CPU  Per una corretta interpretazione è opportuno considerare la serie completa dei dati di benchmark (dati per ogni livello di carico e idle mode). Limitazioni  Il benchmarking deve essere fatto con configurazioni dei prodotti “low”, cosa non semplice in pratica (controllare la configurazione del modello di server testato!)  Il benchmark non fornisce una valutazione del server completa per tutti I tipi di applicazione e carico di lavoro. Si tratta di una valutazione basata sulla CPU e non permette una valutazione complessiva (includendo memoria, storage e network.  Per unavalutazione complessiva dovrà essere utilizzato SPEC-SERT (disponibile a partire dall’inizio del 2012)

23 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 23 Il tool SPEC-SERT Vantaggi  Primo concept e strumento per una completa valutazione dell’efficienza energetica dei server  Grzie alla cooperazione con Energy Star l’approccio diverrà uno standard internazionale per la valutazione dell’efficienza energetica  Permette valutazioni differenziate di server, grazie all’inclusione di un gran numero di worklet differenti. Ancora in sospeso…  La selezione corrente di worklet va ancora testata is still to be tested. È appena iniziato il beta testing.  Energy Star richiede un punteggio globale per la valutazione Ciò richiede un sistema di pesi per valutare i singoli worklet e creare un benchmark aggregato. A fianco alle specifiche richieste da Energy Star, un set di becnhmark differenziati potrebbe essere ancora più esaustivo e potente rispetto a un punteggio aggregato. In ogni caso per rendere utili i punteggi parziali sarà necessario un certo grado di aggregazione. A tal fine dovrano/potranno essere definite diverse aggregazioni di worklet.

24 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 24 The Green Grid  The Green Grid è un'organizzazione non-profit, consorzio aperto a membri industriali, utenti finali, politici, fornitori di tecnologie, impiantisti, aziende di servizi pubblici che collaborano per migliorare l'efficienza dell’utilizzo delle risorse dei data center e degli ecosistemi informatici aziendali; Con oltre 175 aziende associate in tutto il mondo, The Green Grid mira ad unire gli sforzi dell’industria globalmente, a creare un insieme comune di metriche, e a sviluppare tecniche e strumenti educativi per promuovere i suoi obiettivi; The Green Grid mira a diventare l'autorità globale sulla risorsa data center efficiente e degli ecosistemi informatici aziendali.

25 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 25 The Green Grid Le proxy per la produttività del data center

26 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 26 Climate Savers Computing –Fondato da Google e Intel nel 2007, CSCI è un gruppo no-profit di consumatori, imprese e organizzazioni per la conservazione eco- consapevoli; –L'iniziativa è stata avviata nello spirito del Climate Savers del WWF ed è basata a Portland, Oregon; –L'obiettivo di CSCI è promuovere lo sviluppo e l'adozione di tecnologie intelligenti in grado di migliorare l'efficienza energetica di un computer e di ridurre il consumo di energia quando il computer è in stato inattivo. –Come partecipanti al Climate Savers Computing, produttori di computer e di componenti si impegnano a realizzare prodotti che soddisfano specifici obiettivi di efficienza ed i partecipanti del mondo delle imprese si impegnano a acquistare prodotti informatici efficienti.

27 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 27 JEITA - Japan Electronics and Information Technology Industries Association   L'obiettivo del JEITA è quello di promuovere una produzione sana, un commercio internazionale e un consumo di prodotti di componenti elettronici e per contribuire allo sviluppo complessivo della tecnologia elettronica e informatica (IT) dell’industria, quindi un ulteriore sviluppo economico e la prosperità culturale del Giappone;   L'Associazione promuove inoltre attivamente azioni di tutela ambientale, comprese quelle contro il riscaldamento globale.

28 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 28 European Code of Conduct for Data Centers

29 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 29 European Code of Conduct –Promosso dal JRC, è stato creato in risposta alla crescente consumo di energia nei data center e la necessità di ridurre i relativi impatti ambientali, economici e di fornitura di energia; –E 'stato sviluppato con la collaborazione della British Computer Society, AMD, APC, Dell, Fujitsu, Gartner, HP, IBM, Intel, e molti altri; –Incoraggia gli operatori e i proprietari di data center a ridurre il consumo energetico in modo economicamente produttivo, senza trascurare la funzione critica dei data center; –Aiuta a migliorare la comprensione della consumo di energia all'interno del data center, la sensibilizzazione, e raccomandando best practice e obiettivi di efficienza energetica.

30 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 30 European Code of Conduct –Iniziativa volontaria volta a riunire gli stakeholder, includendo il coordinamento di altre attività simili promosse da produttori, fornitori, consulenti e utility. –Gli iscritti saranno tenuti a seguire il Codice di condotta europeo e rispettare una serie di impegni concordati; –Coloro che scelgono di rispettare il codice di condotta volontario dovranno implementare pratiche per migliorare l’efficienza energetica, soddisfare gli standard minimi per gli acquisti, e forniranno un rapporto sul consumo di energia ogni anno; –L'obiettivo finale del Codice è quello spingere il livello di efficienza dei data center (DCiE) dai livelli attuali (del 50% o meno), sino all'80% per la maggior parte dei data center.

31 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 31 European Code of Conduct  Cosa? –Data center di tutte le taglie – dalle server rooms agli edifici dedicati; –Installazioni esistenti e nuove; –Energia per l’IT e per le facility; –Acuisto di apparecchiature e progettazione dei sistemi  Per chi?: –Partecipanti: proprietari ed operatori dei Data center –Endorser: Venditori, consulenti, associazioni industriali

32 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 32 Data Center efficienti: aspetti complessivi Video di Google con esempio di buone pratiche (Source: Google)

33 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 33 Data Center di Google – buone pratiche di efficienza  Video di Google (10 minuti) –http://www.youtube.com/watch?v=voOK-1DLr00http://www.youtube.com/watch?v=voOK-1DLr00

34 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 34 Discussione Esercizi Domande relative al modulo

35 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 35 DOmande7discussione realtive al modulo  Quanto rappresenta in globalmente il totale dei consumi energetici dei data center?  Avete già ottenere informazioni sulle iniziative / Programmi citati in questo modulo?  Pensi che dovrebbero essere più attivi?  Siete favorevoli all'utilizzo di “accordi volontari" o preferite la "normativa obbligatoria"?

36 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 36 Ulteriori approfondimenti suggeriti White paper Pubblicazioni online Ecc

37 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 37 Ulteriori letture on-line  Jonathan G. Koomey publications –http://www.koomey.com/research.htmlhttp://www.koomey.com/research.html  Estimating the Energy Use and Efficiency Potential of U.S. Data Centers –http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5934691&tag=1http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5934691&tag=1  Energy Efficient Data Centres in Further and Higher Education –www.susteit.org.uk/uploads/DOCS/55-data_centres_final_27_5_09.docwww.susteit.org.uk/uploads/DOCS/55-data_centres_final_27_5_09.doc  Estimating a Data Center’s Electrical Carbon Footprint (WP#66 by Dennis Bouley, APC by Schneider –http://www.apcmedia.com/salestools/DBOY-7EVHLH_R0_EN.pdfhttp://www.apcmedia.com/salestools/DBOY-7EVHLH_R0_EN.pdf

38 Supported by: www.efficient-datacenter.eu 38 Ulteriori letture on-line  European Code of Conduct for Data Centers –http://re.jrc.ec.europa.eu/energyefficiency/html/standby_initiative_data_ centers.htmhttp://re.jrc.ec.europa.eu/energyefficiency/html/standby_initiative_data_ centers.htm  The Green Grid –http://www.thegreengrid.org/http://www.thegreengrid.org/  ENERGY STAR Data Center Energy Efficiency Initiatives –http://www.energystar.gov/index.cfm?c=prod_development.server_effici encyhttp://www.energystar.gov/index.cfm?c=prod_development.server_effici ency   Climate Savers Computing Initiative –http://www.climatesaverscomputing.org/http://www.climatesaverscomputing.org/