003 - 10 a_m_ - osmo_kuusisto_la arquitectura en un data center eficiente
TRANSCRIPT
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La Arquitectura en un La Arquitectura en un Data Center EficienteData Center Eficiente
Presentado por Osmo Kuusisto, CSI, RCDDMayo 2010
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Definicin: Data Center Verde
U d d D t C t d tUn verdadero Data Center verde antes que nada cumple con los requerimientos de la
empresa en mientras que seaempresa en mientras que sea ambientalmente, operacionalmente y
econmicamente sustentable econmicamente sustentable.
[The Uptime Institute White Paper: Four Metrics Define
Data Center Greenness (2007)]
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D t C t E B h ki C St dData Center Energy Benchmarking Case Study
LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY
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Data Center Energy Benchmarking Case Study
Data Center 8.1
51%
HVAC
36%
Computer Loads
11%
2%Lighting
UPS Losses
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Data Center Energy Benchmarking Case Study
Data Center 8.2
1% 30%HVACLighting
UPS Losses 5%
64%
Computer Loads
UPS Losses 5%
64%
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Data Center Energy Benchmarking Case Study
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GREEN GRID METRICS: Describing Data CenterGREEN GRID METRICS: Describing Data Center Power Efficiency Technical Committee White Paper (2007)
Power Usage Effectiveness (PUE) Datacenter Infrastructure Efficiency (DCiE)
PUE =
Total Facility Power
DCiE =
IT Equipment PowerTotal Facility Power
IT Equipment Power
IT Equipment Power
Total Facility Power
Ejemplo:
100kW/36kW = 2.77 (PUE)
Ejemplo:
36kW/100kW = 0.36 (DCiE)
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3 Puntos de medicin
Fuente: Four Metrics Define Data Center Greenness Uptime Institute 2007p
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3 Puntos de medicin
A:Medidor de la compaa de lMedidor de la compaa de luz para carga total del Data Center
B: A B:Medido en el plug o rPDU para determinar perdidas de la infraestructura
B = PUE
infraestructura (transformadores, UPS, PDU, enfriamiento, iluminacin, etc.)C:Usualmente una mtrica para fabricantes de hardware para determinar eficiencia de equipos
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Data Center Energy Benchmarking Case Study
Data Center 8 1:Data Center 8.1:100 / 36 = 2.77 (PUE)
Data Center 8.2:100 / 64 = 1.56 (PUE)
Nota: Un Data Center Tier IV tpicamente tiene un PUE de 2.2 !!!
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Data Center Energy Benchmarking Case Study
Data Center 8.1 36 kW X 2 77 = 100 kW36 kW X 2.77 100 kW
Data Center 8 2 Ahorro de 44%Data Center 8.2 36 kW X 1.56 = 56 kW
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Report to Congress on Server and Data Center Energy Efficiency (EPA 2007)
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Oportunidades para ahorrar energa
TI:
9 Apagar servidores Infraestructura:
9 Ahorra hasta 30% con mejora muertos
9 Consolidacin de servidoresde airflow management
9 Transformadores y UPS9 Consolidacin de storage9 Comprar equipos eficientes9 U i d
9 240 V a los equipos9 Chillers, etc. ms eficientes9 E f i i t ti 9 Usar economizer mode 9 Enfriamiento gratis
Fuente: Report to Congress on Server and Data Center Energy Efficiency (EPA 2007)
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Costo de servidor vs. Tier (Uptime Institute)
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Oportunidades para ahorrar energa
Eficiencia de UPS:
Fuente: Electrical Efficiency Modeling of Data Centers (Neil Rasmussen APC WP 113)Fuente: Electrical Efficiency Modeling of Data Centers (Neil Rasmussen APC WP 113)
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Oportunidades para ahorrar energa
Eficiencia de UPS: Ms eficiente a carga mxima (Red Line de 90%)Ms eficiente a carga mxima (Red Line de 90%) Sobredimensionar causa ineficiencia Mejor solucin escalable 2 UPS en paralelo tienen carga mx de 50% (Red Line de 45%) 2 UPS en paralelo tienen carga mx. de 50% (Red Line de 45%) Redundancia causa ineficiencia
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Fuentes redundantes en equipos
Fuente: Understanding the Challenges of Delivering Cost-Effective, High-Efficiency Power Supplies by Stuart Berke, David Moss and Randy Randall (Dell May 2007)
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Solucin no-escalable (tctica)
Eficiencia: Muy baja
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Solucin escalable (estratgica)
Eficiencia: Alta/muy alta
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Costo vs. Tier
Factores de Costo: Capacidad elctrica y trmica o densidad (kW total, kW/gabinete o kW/m2) Tier o funcionalidad Tamao del Cuarto de Computo (m2 o cantidad de gabinetes)
El modelo del Instituto tiene dos elementos bsicos:1. El componente kW por nivel de funcionalidad:
Tier I: US $ 11,500/kW para capacidad redundante de UPS para TI Tier II: US $ 12 500/kW para capacidad redundante de UPS para TI Tier II: US $ 12,500/kW para capacidad redundante de UPS para TI Tier III: US $ 23,300/kW para capacidad redundante de UPS para TI Tier IV: US $ 25,000/kW para capacidad redundante de UPS para TI
2. El componente del Cuarto de Computo: En todos casos se agrega US $ 2,880/m2 por el rea del Cuarto de Computo
Fuente: Cost Model: Dollars per kW plus Dollars per Square Foot of Computer FloorFuente: Cost Model: Dollars per kW plus Dollars per Square Foot of Computer Floor (Uptime Institute 2008)
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Costo vs. Tier
Ejemplo de Costo # 1: 1.5 kW/gabinete Tier II Tamao de Cuarto de Computo 200 m2 o 70 gabinetes
El calculo: 70 racks X 1 5 kW = 105 kW total 70 racks X 1.5 kW = 105 kW total 105 X $ 12,500 (Tier II) = $ 1312,500 200 m2 X $ 2,880 = $ 576,000
T t l $ 1312 500 $ 576 000 $ 1888 500
Data Center Tier II
Total: $ 1312,500 + $ 576,000 = $ 1888,500
Fuente: Cost Model: Dollars per kW plus Dollars per Square Foot of Computer FloorFuente: Cost Model: Dollars per kW plus Dollars per Square Foot of Computer Floor (Uptime Institute 2008)
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Costo vs. Tier
Ejemplo de Costo # 2: 3.0 kW/gabinete Tier IV Tamao de Cuarto de Computo 200 m2 o 70 gabinetes
El calculo: 70 racks X 3 0 kW = 210 kW total 70 racks X 3.0 kW = 210 kW total 210 X $ 25,000 (Tier IV) = $ 5250,000 200 m2 X $ 2,880 = $ 576,000
T t l $ 5250 000 $ 576 000 $ 5826 000
Mismo Data Center Tier IV
Total: $ 5250,000 + $ 576,000 = $ 5826,000
Fuente: Cost Model: Dollars per kW plus Dollars per Square Foot of Computer FloorFuente: Cost Model: Dollars per kW plus Dollars per Square Foot of Computer Floor (Uptime Institute 2008)
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Costo vs. Tier
Notas: El Modelo puede variar +/- 30% No incluye oficinas, NOCs, etc. No incluye equipo de TI, cableado estructurado, gabinetes, comunicaciones, agente limpio para supresin de incendios, migracin de equipos, etc. Modelo basado en enfriamiento con aire sobre piso falso Incluye planta(s) de emergencia, equipos de transferencia, backboneelctrico, UPS, bateras, PDU, distribucin elctrica crtica, chillers, bombeo, tubera, unidades de enfriamiento, almacenamiento termal, combustible Los espacios necesarios para albergar equipos de soporte pueden ser 300% del tamao del cuarto de computo (Tier IV)Fuente: Cost Model: Dollars per kW plus Dollars per Square Foot of Computer FloorFuente: Cost Model: Dollars per kW plus Dollars per Square Foot of Computer Floor
(Uptime Institute 2008)
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Arquitectura
La disciplina menos La disciplina menos considerada
Puede o no ser modular Usualmente fijo Grandes ahorros potenciales
t di i lien otras disciplinas Ms econmico para
implementarimplementar Tiene que ser temprano
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Arquitectura
La relacin entre
Espacio
espacio, energa y enfriamiento es un factor que determina las
t ti d l D t C tcaractersticas del Data Center En espacios existentes la combinacin tal vez no puedecombinacin tal vez no puede ser optimizada:
TamaoEnerga Enfriamiento Altura
Otras caractersticas
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Arquitectura
Por ejemplo, un Cuarto de Computo con: 50 Racks a 3 kW por rack (150 kW)
Puede ser enfriado con VUF
Pero un Cuarto de Computo con: 30 Racks a 5 kW por rack (150 kW)
No puede ser enfriado con VUF
VUF: Vertical Under Floor (Enfriamiento por piso falso)
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Limitaciones de VUF
Placa perforada 25%
Placa perforada 50%
10
12Capacidad
TpicaCon
EsfuerzoExtremo No practico
Blade Servers
6
8
P
o
w
e
r
(
k
W
)
2
4
R
a
c
k
P
Standard IT Equipment
00 100
[47.2]200
[94.4]300
[141.6]400
[188.8]500
[236.0]600
[283.2]700
[330.4]800
[377.6]900
[424.8]1000
[471.9]
Tile Airflow (CFM) [L/s]
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Limitaciones de VUF
El Cuarto de Computo con: Racks a 3 kW por rack (450 cfm)
Puede ser enfriado con VUF
1 kW requiere de 150 cfm de aire (blades: 100 cfm) Mx. por placa perforada: 300-500 cfm Mx. por placa perforada: 300 500 cfm El Cuarto de Computo con:
R k 5 kW k (750 f ) Racks a 5 kW por rack (750 cfm)
No puede ser enfriado con VUF
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Arquitectura
El Cuarto de Computo con piso falso: Requiere una altura mnima de 0.60+3.00+? (plafn)
E t l i-- Entre losa y vigas
El Cuarto de Computo sin piso falso: Requiere una altura mnima de 3.00+? (plafn)
-- Entre losa y vigas
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Arquitectura
Columnas:
Fuente: APC WP 144 Data Center Projects: Establishing a Floor Planj g
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Arquitectura
Columnas:
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Arquitectura
Columnas:
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Arquitectura90 cm. mn!!! Pasillos:
CRAC alineado con pasillo caliente
2 Placas mn.3 Placas mejor
Fuente: Design Considerations for Datacom Equipment Centers
3 Placas mejor
Fuente: Design Considerations for Datacom Equipment Centers (ASHRAE)
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Arquitectura
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Conclusiones
Un Data Center verde aparte de ser ambientalmente Un Data Center verde, aparte de ser ambientalmente responsable, representa ahorros comprobables a la empresa Redundancia tiene penalizacin en consumo de energaRedundancia tiene penalizacin en consumo de energa
Tier I: 1.5 (PUE)
Tier IV: 2.2 (PUE)
El enfriamiento ofrece oportunidades grandes para ahorros La arquitectura puede mejorar el suministro de aire fro y la
t d i li t d f fi i t i tcaptura de aire caliente de forma eficiente, sin costo mayor adicional