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Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke?
Das Dokument behandelt die Energieeffizienz von Cloud-Rechenzentren und stellt kritische Fragen zu deren Einfluss auf den CO2-Ausstoß und den Stromverbrauch. Es erläutert die Definition und Eigenschaften von Cloud Computing gemäß dem NIST sowie relevante Konzepte wie die Power Usage Effectiveness (PUE), die zur Messung der Energieeffizienz verwendet wird. Industrielle Ansätze zur Optimierung der Kühlsysteme und die Nutzung von Smart Metering werden ebenfalls thematisiert, um den Betrieb umweltfreundlicher zu gestalten.
Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke?
- 1. Cloud Computing – Wiegrün ist die Wolke? 22. November 2011 Thomas Behret
- 2. Cloud Computing -Wie grün ist die Wolke? Wie energieeffizient ist ihr Rechenzentrum? Wer kennt seinen PUE? Wo / in welchem Rechenzentrum werden die Daten gehalten? Gibt der Provider Auskunft über den RZ- Betrieb? Wieviel CO2 verbrauchen die Systeme pro Transaktion? Woher kommt die Energie für das Rechenzentrum? Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 2
- 3. Cloud Computing. Definition desNIST*. *National Institute of Standards and Technology (NIST) Charakteristika “Organisationsformen” Kunden Bedarfsgerechte Selbstbedienung Public Clouds: Messbarkeit des Ressourcen und Dienstes Services aus dem Internet Hybrid Clouds: Schnelle Das Beste beider Skalierbarkeit Welten Private Clouds: Ressourcen- Ressourcen und Community Clouds: bündelung Services aus sicheren Für spezielle Quellen Interessengruppen Breitbandige Netzzugänge Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 3
- 4. Was ist CloudComputing? Ein Geschäftsmodell mit fünf essenziellen Charakteristika. Cloud Computing Definition Erläuterung der NIST Bedarfsgerechte Der Verbraucher kann sich nach Bedarf automatisch mit Rechenkapazitäten wie Serverzeit und Netzwerkspeicher selbst versorgen. Hierzu ist keine Interaktion mit Selbstbedienung Mitarbeitern des jeweiligen Diensteanbieters erforderlich. Cloud-Systeme kontrollieren und optimieren die Ressourcen-Nutzung automatisch, Messbarkeit des indem sie auf einer bestimmten Abstraktionsebene eine passende Messfunktion für den Dienstes jeweiligen Service bereitstellen. Die Ressourcennutzung kann überwacht, kontrolliert und weitergemeldet werden, um Transparenz zu gewährleisten. Rechenkapazitäten lassen sich schnell und flexibel bereitstellen, bisweilen automatisch, Schnelle Skalierbarkeit und können somit schnell erweitert, aber auch schnell wieder freigegeben und dadurch wieder verringert werden. Die Rechenressourcen des Anbieters sind in Pools organisiert, die allen Verbrauchern Ressourcen- ein Mehrnutzermodell mit unterschiedlichen physischen und virtuellen Ressourcen zur bündelung Verfügung stellen, die je nach Verbraucheranforderung dynamisch zugewiesen bzw. erneut zugewiesen werden. Breitbandige Rechenkapazitäten werden über das Netz bereitgestellt und sind über Netzzugänge Standardmechanismen zugänglich, die vor allem für eine Nutzung durch heterogene Thin Client- oder Thick Client-Plattformen geeignet sind. Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 4
- 5. Data Center 2020. Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 5
- 6. Power Usage Effectiveness(PUE). Testlabor im T-Systems DataCenter 2020. Technische Ausrüstung DC2020 Was wird untersucht? Deckenabsenkung 2,5 - 3,7m Simulation unterschiedl. Gegebenheiten/Raumvolumen Diffusionsdichte Wände Ganzjährige gleiche Bedingungen erzielen Luftbefeuchtungsanlage Auswirkung auf den Energietransport der Luft Rauchgenerator Visualisierung von Luftströmungen Zwei unterschiedliche Umluftkühlgeräte Auswirkungen auf den Energiebedarf (alte und neue Generation) Regelbare Lüfter in den Umluftkühlgeräten Auswirkungen auf den Energiebedarf Doppelboden (65m²) Test unterschiedlicher Abdichtungsgrade (variabel) Blindplatten in den Serverracks montieren Kalt von Warmluft trennen Kaltgang-/Warmgangeinhausung Kalt von Warmluft trennen / Best Case? Wassergekühltes Rack Sinnvoll ja/nein? 1800 Datenpunkte Temperatur, Luftfeuchte, Druck etc. Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 6
- 7. Durchschnittliche Energieverteilung imRechenzentrum. Andere Rechner HVAC Kälte- 11% Prozessor erzeugung/ Kühlung 30% 23% 46% 70% Netzteil, Speicher, HVAC Ventilatoren, 8% Ventilatoren Laufwerke, … 4% 8% Licht USV USV = Unterbrechungsfreie Stromversorgung HVAC = Heizung, Lüftung, Klimatechnik Quelle: ASHRAE Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 7
- 8. Power Usage Effectiveness(PUE). Das Maß aller Dinge. Die Definition PUE Effizienzlevel PUE Effizienzlevel Unser Ziel Unser Ziel PUE = Energieeffizienz 3.0 Sehr ineffizient Ein Rechenzentrum eines Datacenters 2.5 Ineffizient mit indirekter freier PUE = Total Facility Power 2.0 Durchschnittlich Kühlung und einem IT-Equipment Power 1.5 Effizient PUE von 1.3. 1.2 Sehr effizient 100 % Ein Beispiel: PUE eines Rechenzentrums heute 54 % 46 % = 2.17 Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 8
- 9. Power Usage Effectiveness(PUE). Kaltgangeinhausung – Optimierung. Warmgang Luftkurzschluss Kaltgang Warmgang ΔT leakage Umluft- kühlgerät (ULK) Lüftung 100% Leck Leck Doppelboden Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 9
- 10. Power Usage Effectiveness(PUE). Kaltgangeinhausung – Optimierung. Warmgang Warmgang Kaltgang ΔT leakage Umluft- TR = 22°C kühlgerät (ULK) Lüftung 30% Doppelboden Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 10
- 11. Power Usage Effectiveness(PUE). Ergebnisse. Messung 1 Messung 2 Messung 4 M 7ASHRAE M 7ASHRAE 5kW/Rack 5kW/Rack 5kW/Rack 5kW/Rack 10kW/Rack Ventilatorendrehzahl Umluftkühlung 100 % 60 % 31 % 30 % 38 % Leckverlust im Doppelboden max. 20 % 20 % 10 % 10 % Blindplatten nein ja ja ja ja Kaltgangeinhausung nein nein ja ja ja Einblastemperatur ULK-Gerät 18° 18° 18° 24° 24° Rücklufttemperatur ULK-Gerät 24° 24° 30° 36° 43° Druck im Doppelboden 15,4 Pa 37,9 Pa 1,8 Pa 3,9 Pa 2,8 Pa Stromverbrauch Umluftkühlung 10,5 kW 2,9 kW 0,5 kW 0,4 kW 0,7 kW PUE 1,78 1,55 1,49 1,41 1,27 Einsparung Strom total 21 %! Einsparung Strom total 29 % ASHRAE = American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 11
- 12. Ihre ICT-Ressourcen. Over the top oder dynamisch? Resources Months Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 12
- 13. Ihre ICT-Ressourcen. Over the top oder dynamisch? Resources Months Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 13
- 14. Ihre ICT-Ressourcen. Over the top oder dynamisch? Resources Months Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 14
- 15. Ihre ICT-Ressourcen. Over the top oder dynamisch? zu langsam 3 immer auf Lastspitzen ausgelegt Resources 2 1 ungenutzte Ressourcen! Months Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 15
- 16. Smart Metering. Smart Meteringliefert Daten für alle Systeme und alle Geschäftsaufträge in der Energiewirtschaft. Bereitstellen, Abrechnen, Messen Erfassung Transport Analysieren Evaluieren CRM… Service- AMI- MDM- Rating & ERP- Smart Meter Gateway IP-Netz EDM-System Head-end System Billing System (MUS) Smart Metering Plattform der Telekom Portal Nutzung Rechnung Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 16
- 17. Smart Metering. Dashboard. Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 17
- 18. Smart Grid. Partner Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 18
- 19. Green Dynamics Simulation. Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 19
- 20. Cloud Computing –Wie grün ist die Wolke? DataCenter 2020 Dynamic Services for SAP Green Dynamics Simulation Smart Metering und Smart Grid Titel 20
- 21. Danke! Thomas Behret Foto Position Strategic Solution Marketing Green ICT Contact T-Systems International GmbH Telefon: +49 711972-45381 E-Mail: thomas.behret@t-systems.com Cloud Computing - Wie grün ist die Wolke – Thomas Behret 21