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1 Cisco Roadshow 2010

Eficiência Energética no Data Center



EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO DATA CENTER

Cisco Roadshow 2010 - Porto

Maio.2010

3 | Cisco Roadshow 2010


EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

NO DATA CENTER AGENDA

1. Análise do Contexto Actual

2. Abordagem

“Next Generation DataCenter Facilities”

3. Casos de Estudo

4. Conclusões



ANÁLISE DO CONTEXTO ACTUAL




ANÁLISE DO CONTEXTO ACTUAL

Factos


NO DATA CENTER

FACTOS

• Alteração constante da forma e

tipo de equipamentos, sem

actualização das infra-estruturas

existentes.

• Aumento da energia consumida

com impacto directo na factura

• Legislação existente (ex: RCM

80/2008) e responsabilidade

social

O espaço disponível deixa de ser a principal preocupação do gestor de IT,

dando o lugar a questões relacionadas com o fornecimento de

energia e climatização.



ANÁLISE DO CONTEXTO ACTUALEFICIÊNCIA

ENERGÉTICA NO

DATA CENTER

DESAFIOS

• As infra-estruturas, nomeadamente as

referentes à Climatização e/ou Energia,

tornaram-se manifestamente insuficientes e /ou

desadaptadas;

• Continuar a assegurar os requisitos dos

fabricantes ( garantia de MTBF) perante este

cenário de mudança;

• Conceitos de layout apenas válidos para

tecnologias já obsoletas .




ENERGÉTICA NO

DATA CENTER

RESPOSTA: Novas Métricas e Metodologias de Análise

Colocação no mercado de Métricas que permitem apurar como está a ser

gerida a energia de acordo com os objectivos.

• PUE ( Power Utilization Efficiency)

• DCiE ( Data Center Infrastructure Efficiency

• CADE (Corporate Average Data Center Efficiency)




ENERGÉTICA NO

DATA CENTER

RESPOSTA: Novas Abordagens Tecnológicas

• Recurso a soluções para produção de energia limpas e

eficientes (Eólica, Solar, Geotérmica, etc)

• Virtualização ( aumento do níveis de utilização a nível dos

processadores)

• Novas políticas de armazenamento de informação

• Aumentar os “Set Points“ de temperatura de

funcionamento dos equipamentos IT

• Processadores mais eficientes energéticamente

• Facilities

• UPS mais eficientes, com recurso a soluções estáticas

/ dinâmicas (Diesel Rotary UPS – DRUPS); Flywheel

• AVAC ( Free Cooling)

EnergyWiseTechnology

Green ITCisco Energy Efficient Data Center

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/73/Energy_Star_logo.svg




ENERGÉTICA NO

DATA CENTER

RESPOSTA: Novos Design dos Layouts dos Data Centers

Layouts de implementação mais eficientes

• Separação em zonas de diferentes densidades

• Contentorização

• Redução dos percursos de frio




ENERGÉTICA NO

DATA CENTER

RESPOSTA: Utilização de Ferramentas e Metodologias de

Análise Cientifica

Ferramentas Computacionais CFD (Computational Fluid Dynamics), permitem

efectuar análises e mostrar soluções sem recurso exclusivo a “boas práticas “ e

ao conhecimento adquirido ao longo de anos de trabalho.



ABORDAGEM“NEXT GENERATION DATACENTER FACILITIES”

Eficiência energética no Data Center

Maio.2010



NEXT GENERATION DATACENTER FACILITIES

Quebra de informação “Facilities Manager”

Grande

heterogeneidade de

especificações térmicas

/ arrefecimento dos

equipamentos de IT

Comportamentos distintos entre

equipamentos “iguais “ de gerações

diferentes

Existem graves falhas de

comunicação entre os

fabricantes dos equipamentos

e os responsáveis pelas salas dos Data Centers.

Server

Switch

Storage



A Sala pode ser considerada como uma enorme caixa onde são alojados os componentes

electrónicos

• Não é um mero problema de arrumação!

• É um problema de Arrefecimento de Componentes Electrónicos, da competência do

gestor de IT.

Para melhor resolução é necessário dividir em duas partes complementares

Distribuição de componentes na sala de Data Center


Nível da SalaNível do bastidor



VIRTUAL FACILITIES



CASOS DE ESTUDO


Maio.2010



CASO DE ESTUDO 1

PROBLEMA: Por razões termodinâmicas, o cliente não conseguia

colocar mais equipamentos apesar de ter espaço disponível!


NO DATA CENTER

SOLUÇÃO

• Redistribuição das grelhas e parâmetros de abertura.

• Rastreio das aberturas existentes no chão técnico

(redução de 63 m2 para 10 m2)

• Aumento da pressão sob o chão permitiu um melhor

gestão da distribuição do ar

• Reconfiguração dos equipamentos no interior dos

bastidores e aumento do controlo sobre os

corredores frios e quentes.

• Alteração do controlo de temperatura do sistema de

climatização (de retorno para fornecimento)BENEFÍCIO

Aumento do tempo de vida do Data Center

devido ao aumento da capacidade de 360kW

to 452kW



CASO DE ESTUDO 2

PROBLEMA: O cliente possuía vários “Hotspots”

distribuídos e não conseguia utilizar todo o espaço

disponível para instalar equipamentos


NO DATA CENTER

SOLUÇÃO

• Recurso a soluções “Não convencionais”

• Re-organização dos bastidores

• Distribuição da pressão sob o chão

BENEFÍCIO

Fornecimento de ar regulado para 20 ºC, cerca

de 5 a 7ºC mais alto do que a temperatura

típica

Devido às poupanças energéticas combinadas

o resultado foi a não emissão de 11,700 toneladas de CO2 por ano.

Placas de amortecimento de ar



CASO DE ESTUDO 3

PROBLEMA: O Cliente consumia demasiada energia

de modo a manter os equipamentos refrigerados: £400k

por ano em despesas associadas ao arrefecimento, 430k

por ano em despesas de energia nos equipamentos de

IT.


NO DATA CENTER

SOLUÇÃO

• Recurso a soluções “Não convencionais”

• Bloqueios específicos e reposicionamento das

grelhas permitem reduzir em média 5 ºC da

temperatura de fornecimento aos equipamentos IT.

• Disponibilidade e “temperaturas de conforto” não

foram afectadas (verificação da temperatura de

fornecimento dos equipamentos)

• Capacidade de alojamento aumentada em cerca de

650 novas unidades de equipamentos de IT BENEFÍCIO

30% redução da energia necessária para arrefecimento,

£125,000 por ano de poupanças energéticas devido a

um aumento de 4,5 ºC na temperatura do chilled

Antes

Depois

Data Center on Cisco’s San Jose campus.



CASO DE ESTUDO 4

PROBLEMA:

O Cliente possuía “hotspots” e alguns equipamentos em

“overheating” . Utilização de “Open Frames” ou

bastidores para equipamentos Cisco Catalyst 6500s?


NO DATA CENTER

SOLUÇÃO• Através da Construção do Modelo Virtual foi possível

verificar o impacto da colocação de cinco

equipamentos Cisco 6509 e dois 6513 em estruturas

“Open frames”.

• Em alternativa foi estudada a hipótese de colocar os

referidos equipamentos num bastidor de 800 mm

com um interior “ diferente”.

• Recurso a soluções “não convencional”

O presente caso de estudo

mostra como uma determinada

instalação, apesar de ser

correcta em termos individuais,

possui alguns desafios quando

executada numa sala.



CASO DE ESTUDO 4 (CONT.)


NO DATA CENTER

As estruturas “Open Frame“ permitem um excelente

acesso a equipamentos de switching.

Está garantida a livre circulação de ar de em torno

de todo o chassis do equipamento (neste caso

concreto, no Cisco 6509).

Os Cisco Catalyst 6500s possuem um arrefecimento

“da frente para trás” a nível da fonte de alimentação

e entre as laterais para arrefecimento das cartas de

rede.

A colocação dum equipamento Cisco 6500s numa

estrutura “Open Frame” constitui um escolha obvia

quer do ponto de vista de acesso quer em termos

de gestão térmica.



CASO DE ESTUDO 4 ( CONT.)


NO DATA CENTER

O ar resultante da exaustão por

arrefecimento das cartas enviado

horizontalmente é aproximadamente 10ºC

mais elevado que a temperatura de

insuflação no equipamento

O que acontecerá numa sala com mais

estruturas similares?

Temperatura (ºC)

35

31,25

27,5

23,75

20





NO DATA CENTER

Temperatura (ºC)

35

31,25

27,5

23,75

20

No modelo virtual podemos verificar o comportamento de várias unidades

instaladas, onde está evidenciado o fluxo de ar à entrada e saída das várias

unidades Cisco.

CONCLUSÃO - PROBLEMA: O ar quente resultante da exaustão, de cada uma

das unidades Cisco, instaladas nas “Open Frames”, entra na unidade seguinte,

resultando assim uma autêntica cascata de ar quente. A unidade que se encontra

no final da cascata recebe o ar demasiado quente e encontra-se fora das

especificações de fabricante.





NO DATA CENTER

Usando um bastidor de 800 mm,

conseguimos evitar a cascata de ar quente

no Data Center.

Contudo, como estes modelos da série

6500 da Cisco usam o arrefecimento por via

lateral para as cartas de rede, a recirculação

no interior do bastidor pode provocar o

sobre-aquecimento do equipamento

Temperatura (ºC)

35

31,25

27,5

23,75

20





NO DATA CENTER

Usando Painéis Cegos e Perfis Verticais no bastidor conseguimos separar o ar

quente do ar frio.

Cisco 6509

Plano mostrando a direcção dos

fluxos de ar existentes.

O ar quente e o ar frio encontram-

se separados.

Cisco 6509





NO DATA CENTER

Cisco 6509

Sem modificação do layout

interno do bastidor existe

recirculação de ar no seu

interior:

Max. Int Temp=31ºC

A colocação de barreiras

físicas no interior do bastidor

permitiu a segregação entre ar

quente e ar frio:

Max. Intel Temp=22ºC

Temperatura (ºC)

35

31,25

27,5

23,75

20





NO DATA CENTER

Através da construção do modelo “Virtual Facility” podemos ver então o novo

comportamento no interior da sala. As linhas mostram os fluxos de ar a sair e

entrar nos equipamentos.

CONCLUSÃO:

O Layout com bastidores fechados, (depois de devidamente adaptados aos

equipamentos que possuem no seu interior), torna-se mais seguro para os

próprios equipamentos e assegura um cenário claramente mais eficiente em

termos energéticos.

Verifica-se então

que as unidades

Cisco estão agora

a ser refrigeradas

através de ar frio

vindo das grelhas,

assim com o ar que

resulta da exaustão

dos equipamentos

é recolhido pelas

unidades de AVAC

instaladas.



EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO DATA CENTER

Conclusões

Maio.2010



Fase de

Projecto &

Construção

NEXT GENERATION DATA CENTERFACILITIES


NO DATACENTER

Fase Projecto

Uso da Tecnologia de modo a projectar e analisar

os vários intervenientes:

• Layout

- Geometria da sala

- Localização dos bastidores, aparelhos de

climatização, grelhas de ventilação,

caminhos de cabos, etc.

- Distribuição de equipamentos no interior

dos bastidores

O uso de metodologias e ferramentas adequadas permite efectuar o

acompanhamento ao longo de todo o Ciclo de Vida do Data Center

• Energia

- UPS, Geradores, PDU, etc..

- Análise de Falhas

• Climatização

- Análise de distribuição de

pressão, caudal e temperatura

ao longo de todo o espaço da

sala

- Análise de Falhas

Gestão da Mudança

Fase Operacional - Ferramenta de comunicação para o proprietário / Operador

- Análise preditiva antes da movimentação dos equipamentos

- Actualização / calibração do modelo

- Ferramenta de Gestão de Activos



OBRIGADO!

[email protected] Manager

Intelligent Infrastructures – DataCenter Facilities

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