TICs Verde y la reduccion de consumo energetico en los Centros de Procesos de Datos
1.- Introducción
Actualmente las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC 's ) han generado un aumento en el consumo de energía eléctrica en todo el planeta. Aproximadamente las tic's son las responsables del 2% de las emisiones de CO2 a nivel mundial.
Las TIC son las responsables del 2% de las emisiones de CO2 a escala planetaria. De este 2%, son responsables:
PC y monitores: 39%
Servidores: 23%
Telecomunicaciones fijas: 15%
Telecomunicaciones móviles: 9%
LAN y telecomunicaciones de oficina: 7%
Impresoras: 6%
Servidores: 23%
Telecomunicaciones fijas: 15%
Telecomunicaciones móviles: 9%
LAN y telecomunicaciones de oficina: 7%
Impresoras: 6%
Fuente: Gartner, 2007
Figura 1: Fuente: Gartner Group. Las TIC como causas del Calentamiento Global. Porcentaje de consumo energético que representa cada componente TIC.
2.- TICs Verdes
"Green Computing", denominado también "Green IT" (Tic's verdes) es el uso de los recursos informáticos de manera eficiente para reducir el consumo energético y el impacto de la tecnología sobre el Medioambiente.
3.-Centros de Procesos de Datos
Un Centro de Proceso de Datos (CPD, o “Data Center” en inglés). Estos CPD son las 'salas de máquinas' que almacenan y envían los bits de información por las redes mundiales; es aquella ubicación donde se concentran todos los recursos necesarios para el procesamiento de información de una organización, empresa, universidad, instituciones, etc.
Un CPD viene a ser básicamente un edificio o sala de gran tamaño usada para
mantener en él una gran cantidad de equipamiento electrónico (servidores, sistemas de almacenamiento de datos, equipos de comunicaciones, …). Son creados y mantenidos por las organizaciones con objeto de tener acceso a la información necesaria para sus operaciones. Por ejemplo, un banco puede tener un CPD con el propósito de almacenar todos los datos de sus clientes y las operaciones que estos realizan sobre sus cuentas.
Prácticamente todas las compañías que son medianas o grandes ( Pymes) tienen algún tipo de CPD, mientras que las más grandes llegan a tener varios.
Figura2: Elementos de un centro de datos
Los Centros de Procesamiento de datos o servidores de bases de datos contienen información que es fundamental de la empresa. Si no hay CPD, no hay información. Si no hay información, no hay conocimiento. Sin conocimiento, no se existe.
La electricidad consumida por los Centros de Procesos de Datos (CPD's) son del 45% debido a una gran cantidad de equipamiento electrónico (servidores, sistemas de almacenamiento de datos, equipos de comunicaciones, …,refrigeración, etc. ) y al uso de los sistemas de procesamiento de la información se han convertido parte esencial en de la sociedad, para el funcionamiento de los negocios, de servicios, académicos e instituciones, gubernamentales, etc. Servicios como la banca en línea, pago de los impuestos, la descarga de vídeo y música, e-mail , registro médico electrónico, gestión de base de datos seguros, vigilancia y de recuperación de datos se utilizan en los Centros de Procesamientos de datos.
Figura3: Utilizacion de energia en un centro de datos
Los estudios realizados en CPD, nos muestran que su distribución del consumo energetico, se realiza:
- 23 y 54% del consumo corresponde a la refrigeración
- 6-13% a los sistemas complementarios (sistemas electrógenos, sistemas de alimentación ininterrumpida...)
- 1-2% a iluminación
- 38-63% se debe a los sistemas (servidores y equipos ) e infraestructuras.
Algunos de estos centros de Procesos de datos
Se estima que google dispone de varios centenares de miles de servidores.
El número de servidores y equipos de comunicaciones que sustentan la página web del Gobierno de Canarias es de varias decenas. Si consideramos todos los servicios de todas sus Consejerías, se trataría de varios centenares.
4.- Soluciones y Beneficios de las TIC 's para la reducción de consumo energético de los CPD's
4.1.-Soluciones “Verdes” son:
4.1.1.- El suministro de energía.-Se refriere a energía que pueden ser : solar, elioticas, hidrauticas, etc.
4.1.2.- Refrigeración y climatización.- se refiere a buscar sistemas de refrigeración eficientes por ejemplo:
La Refrigeración Gratuita o 'Free Cooling'.
El 'free cooling' puede realizarse mediante la inyección directa del aire frío del exterior en los sistemas de conducción de aire del interior, o bien mediante la recirculación del aire interior a través de unos intercambiadores de calor instalados en el exterior.
El ahorro energético mediante el 'free cooling' depende del clima en el que esté ubicado el CPD, y como parece obvio, cuanto más frío sea el clima más ahorros de energía se pueden obtener.
- Almacenamiento de frío
Esta técnica consiste en la acumulación de frío durante aquellos periodos en que la temperatura exterior es baja y por tanto los sistemas de frío son más eficientes, y liberarlo en aquellos momentos en que la temperatura exterior sea más alta contribuyendo a una mejora de la eficiencia. A modo de ejemplo, un sistema conocido ya en la época de los romanos para la acumulación de frío era sencillamente el 'hielo' que lo guardaban en invierno y lo utilizaban en verano
- Refrigeración del Rack
Mejora de la eficiencia de la refrigeración de los Racks mediante intercambiadores de calor trasero.
Los Racks están en compartimentos cerrados y disponen de un sistema interno de refrigeración para evitar los puntos calientes originados por la disipación del calor de los equipos de alta densidad
- Refrigeración por Agua
En lugar de refrigerar los equipos mediante aire, éstos se podrían refrigerar directamente mediante conducciones de agua fría. Esta técnica de refrigeración aporta un circuito térmico más eficiente y permite que el flujo de agua pueda operar a mayores temperaturas que la alternativa del aire y por tanto incrementa las oportunidades de uso del 'free cooling'.
- Refrigeración por Gas
Esta técnica más novedosa consiste en dirigir un chorro de gas licuado directamente sobre aquel elemento que está generando mucho calor, para así bajar su temperatura a niveles comprendidos dentro de los márgenes operativos del CPD.
4.1.3.- Eficiencia de Servidores.- La eficiencia de los servidores mienta la virtualizacion para reducir el consumó energético en los centros de procesos de datos.
- La virtualización
4.2.- Beneficios de las TIC 's verdes.-
4.2.1.- .-Reducir la cantidad de energía consumida por las corporaciones y centros de datos tanto estatales como privadas en todo el mundo.
4.2.2.- Maximizar la eficiencia energética durante la vida útil de un Centro de procesos de datos.
4.2.3 .-Reducir la utilización de materiales peligrosos en la fabricación de productos, además reducir las emisiones industriales causantes de contaminación.
4.2.4.- Incentivar el reciclaje de productos y la desaparición de residuos.
4.2.5.- Establecer nuevas normas y regulaciones tecnológicas para favorecer al cuidado del Medioambiente.
4.2.2.- Maximizar la eficiencia energética durante la vida útil de un Centro de procesos de datos.
4.2.3 .-Reducir la utilización de materiales peligrosos en la fabricación de productos, además reducir las emisiones industriales causantes de contaminación.
4.2.4.- Incentivar el reciclaje de productos y la desaparición de residuos.
4.2.5.- Establecer nuevas normas y regulaciones tecnológicas para favorecer al cuidado del Medioambiente.
4.2.6.-Reducen los gastos de las organizaciones de consumo de energía en los centros de procesos de datos
4.2.7.-La virtualización reduce el volumen de los servidores y el consumo energético se ve disminuido gracias a la virtualización
5.- TIC 's verdes e Iniciativas de empresas, fabricantes, países para la reducción de consumo energético en los CPD's
Existen actualmente multitud de iniciativas y actividades relacionadas con Green IT,
Las cuales solo mencionaran algunas:
5.1.- IBM ofrecen como un servicio más el apoyo en las estrategias de Green IT de forma que la empresa que aplique esas políticas obtendrá un claro beneficio. En esta dirección es interesante ver cómo IBM ofrece servicios del tipo “una estrategia verde para toda su organización”
Enlace: http://www.ibm.com/software/solutions/green
IBM está desarrollando el programa Big Green Innovations
IBM ha presentado un centro de datos virtual ecológico denominado
Virtual Green Data Center
Enlace: http://www-03.ibm.com/systems/optimizeit/cost efficiency/energy efficiency/vgdc
5.2.-Google, Dell o Symantec, están desarrollando programas de
eficiencia energética, tanto para sus propios procesos de TI como para los de sus
clientes, en optimizar el consumo eléctrico de los centros de datos,
5.3.- Power Assure
Power Assure proporciona software para monitorizar el
consumo de los servidores y apagar los servidores si están inactivos o encenderlos si es necesario. Con esto se producen ahorros de energía de hasta un 80%.
Enlace: http://www.powerassure.com
5.4.-Apple que ha iniciado un programa de mejora para reducir el impacto ambiental de los productos que fabrica.
Enlace: http://www.apple.com/environment
5.5.-The Green Grid es un consorcio global dedicado a avanzar en la eficiencia energética de los centros de procesamiento de datos y en ecosistemas de computación de negocio.
Enlace: http://www.thegreengrid.org
5.6.-Google e Intel, Climate Savers Computing Initiative
es un grupo sin ánimo de lucro de consumidores y negocios con conciencia ecológica y organizaciones conservacionistas.
Enlace: http://www.climatesaverscomputing.org
5.7.-Climate Savers de WWF
Enlace: http://www.worldwildlife.org/climate/projects/climateSavers.cfm
5.8.-SNIA Green Storage Initiative (http://www.snia.org/green) está llevando a cabo una iniciativa para avanzar en el desarrollo de soluciones energéticamente eficientes para el almacenamiento en red
5.8.-INES (Iniciativa Española de Software y Servicios, http://www.ines.org.es) es la Plataforma
Tecnológica Española en el área de los Sistemas y Servicios Software y constituye una red de cooperación científico-tecnológica integrada por los agentes tecnológicos relevantes de este ámbito (empresas, universidades, centros tecnológicos, etc.).
5.9.-Intel es líder mundial de fabricación y venta de microprocesadores, del mercado de ordenadores y portátiles., Intel tiene un programa “ global de reducción de consumo”, Intel diseño microprocesadores multi-core que han reducido de forma drástica el consumo energético.
5.10.- TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company). Enlace: www.tsmc.com) ofrece un proceso de fabricación con tecnología de 40 nm. Por otro lado, Intel ya ha probado tecnología de 32 nm.
(www.intel.com/technology/architecture-silicon/32nm) mediante la fabricación de memorias SRAM.
6.- Conclusiones
La transición hacia un escenario 'verde' y la optimización de la eficiencia energética de los CPD's puede ser un proceso complejo ya que existen multitud de componentes a tener en cuenta y para la obtención de resultados se requiere con frecuencia la realización de mejoras en múltiples frentes.
Tanto las soluciones basadas en la renovación de equipamiento como las destinadas a su optimización presentan importantes ventajas frente a las configuraciones tradicionales, pero cuentan con diversas limitaciones que restringen su adopción y, por tanto, reducen su impacto.
Una buena aproximación para viabilizar el desarrollo de estas iniciativas es realizar una transición de forma escalonada, mediante la ejecución de proyectos de eficiencia que incluyan tanto variables económicas como energéticas, lo cual minimiza riesgos al mismo tiempo que se van obteniendo beneficios. Esta aproximación ha sido la opción elegida por Telefónica.
7.- BIBLIOGRAFÍA:
- [1]Uptime Institute: WHITE PAPER - Four Metrics Define Data Center 'Greenness'. By Jhon R. Stanley with Kenneth G. Brill and Jonathan Koomey, PhD.
- [2]Uptime_Institute_Symposium 08- _McKinsey_Report ----_Revolutionizing_Data_Center_Efficiency
- [3]APC- Reducing Energy Cost of your Data Center 6/28/2007 - Joe Jones
- [4]Proposal of Energy Efficiency Metrics and target Values for Data Centres . Dominique Singy - Swisscom 23.03.2008 Contribution to ETNO Task Team.
- [5]IBM Energy Efficiency Initiative - Project Big Green - Steven Sams - VP- global Site and Facilities Services
- [6]IBM Global Technoloy Services - The green data center: cutting energy cost for a powerful competitive advantage. April 2008
- [7]GAP. 'An Inefficient Truth'. Report Dec 2007. Global Action Plan.http://www.globalactionplan.org.uk/event_detail.aspx?eid=2696e0e0-28fe-4121-bd36-3670c02eda49
- [8] (Draft Best Practices) Code of Conduct on Data Centres. Version 0.8 - Ispra, 8 April 2008. EUROPEAN COMMISSION Directorate general Joint Research Centre
- HP. Eficiencia Energética en los CPD's. Ester de Nicolás, HP Power & Cooling Business Developer.. 27/11/2007
- IBM. Intelligent Energy. Dr. Bernard S. Meyerson. IBM Fellow. VP Strategic Alliances and CTO. IBM Systems & Technology Group.
- IBM Energy Efficiency Initiative Launch - May 2007. Steven Sama. VP Global site and facilities services.
