Neue Heimat gefunden und gleich ein paar News

Nach mehrmonatigem Stillstand wegen Umzugs hat nachhaltige-it endlich eine neue Heimat gefunden und wird dort hoffentlich eine Weile bleiben. Zum Trost für die lange Abwesenheit gleich ein paar kleine News. So ist auf Datacenter-Insider ein Artikel erschienen, der beweist, dass man keine speziellen Hochleistungssysteme braucht, um gleichzeitig grün und schnell zu sein. Dazu reichen vielmehr auch Asus-Rechner mit schnellen Grafikkarten. Außerdem wurde an den Rechnern einiges abgeschaltet, und die Algorithmen wurden so umgestrickt, dass sie auch guten Gebrauch von den Ressourcen machen, ein gar nicht selbstverständlicher Zustand. Vielleicht hilft das Studium der dort genuttzen Konzepte den Programmierern allerorten, selbst wieder etwas sparsameren Code zu schreiben.

Außerdem arbeitet Green Grid an OSDA (Open Standard Datacenter Architecture) und sucht bei diesem Unterfangen, das es sogar ermöglichen soll, vollständig „grün“ gepowerte Rechenzentren zu bauen, vor allem aber, Zuverlässigkeitslevel und Stromversorgung schon bei der Planung auf einen Nenner zu bringen, noch Mitstreiter. Unter dem Link finden Sie einen Webcast, der alle nötigen Informationen liefert. Kleiner Nachteil: Wer mitmachen will muss TheGreenGrid beitreten.

Und schließlich stellt The Green Grid am 22. Juni in einem Webcast ein neues Tool zur exakten Messung der Kühlleistung vor. Anmeldung zu der kostenlosen Veranstaltung hier. Ich hoffe, dass ich Sie durch die News einigermaßen für die lange Warterei entschädigt habe!

Rechenzentrums-Nachhaltigkeitswerte live/DC efficiency parameters live

Facebook veröffentlicht PUE, WUE (Water Usage Effectiveness), Außenluftfeuchtigkeit und Außentemperatur für zwei Rechenzentren live im Internet:
für Prineville/Oregon hier und für Forest City/North Dakota hier. Sehr interessant, diese Kurven anzusehen (alle paar Minuten aktualisiert). Erfahren habe ich das übrigens über zdnet.

In English: Facebook publishes PUE, WUE (Water Usage Effectiveness), outdoor humidity and outdoor temperature for two of their datacenters live in the Web: for Prineville/Oregon here and for Forest City/North Dakota here. Very interesting to follow these curves (updated every few minutes). This information came via zdnet.

On the way to the Post-PUE-era?

During the recent years PUE was the most important Parameter for the energy effectivenes of data centers. Now, scientists and practitioners more and more see the shortcomings of that concept. PUE (Power usage effectiveness)means the relation of energy used for purposes like cooling, climatization etc. to the energy used for IT-work. But PUE has some shortcomings. The following were referred to during Datacloud Europe 2015 in Monaco in June:
1. It conflicts with other Parameters, e.g. the share of reused excess heat: the warmer air or water is leaving the data Center the easier it is to use it e.g. for district heating. The other way round: The less excess heat a datacenter produces the less possible is it to recycle the heat. So, in some cases it may very well be better to have a Little less favorable PUE to reach a higher percentage of reused thermal energy and in total a higher energy efficiency.
2. The utilisation of the IT Equipment is not put into the equation: Average datacenters have today an utilisation of 30 to 40 percent maximum, according to datacenter specialists. 60 to 70 percent of the Equipment uses energy with no use. So some specialists want to use a new term (TCUE, Total Cost of Used Equipment). The term divides the total Leasing cost of IT Equipment and the total power cost by the sum of IT power and the cost of the relly used IT Equipment. This puts utilisation in the Picture and shows that bad usage practise may very well (over)compensate the use of renewable energy reources. One source of overequipping datacenters ist security: The higher the Tier Level, the more redundancy has to be built into the datacenter. But in Monaco specialists said: For most datacenters, Tier II and Tier III (partial redundancy) is well enough and saves tons of Money and energy use. So, have a close look at Your infrastructure and make sensible decisions on how to protect what infrasatructurewise.
3. Research at the Polytechnicum of Turin shows that local hot and cold spots from irregular airflows e.g. between or inside the racks have to be taken into account to find the Optimum ingress temperature for cold air into Servers and other IT equipment. These calculations are performed by advanced fluid dynamics algorithms, but promise interesting results. These effects are not represented in the PUE calculations.
4. The degree of used renewable energy: If the datacenter is operated effectively and with a high utilisation, the most important source of further carbon dioxide savings and in future probabely also money is the use of new renewable energy sources instead of buying certificates or using „conservative“ renewable sources e.g. water power from dams. That is why more and more big cloud Players invest into solar or wind power plants. Latest examples are Yahoo (wind farms), Amazon (Solar power) and Google 8wants to use renewables only in five years).

Green Grid will Bock zum Gärtner machen: Energieprovider sollen RZ-Stromverbrauch drücken helfen

The Green Grid, ein Non-Profit-Verband, der sich mit dem Thema Stromverbrauch in Rechenzentren beschäftigt, hat laut einer aktuellen pressemeldung, die nachhaltige-it heute zuging, eine Idee entwickelt, wer dafür sorgen soll, dass der Stromverbrauch in Rechenzentren sinkt: Zwischen 2011 und 2013 ist er um 19 Prozent gestiegen. Nun, wer also soll in Zukunft die Aufgabe übernehmen, hier für weniger Verbrauch zu sorgen?
Sie werden es kaum glauben: Die Energieanbieter. Die ja in Deutschland wirklich durch ihre überaus prograssive Energiepolitik glänzen. Na, das mag was werden! Im Übrigen sucht die Rechenzentrumsbranche in Gestalt des BITKOM zu beweisen, dass Rechenzentren dringend auch als energieintensive Unternehmen angesehen werden müssten, die, wen wundert es, natürlich von den Rabatten für diese Industriezweige profitieren sollen.
Das wäre m.E. genau der falsche Schachzug. Zielführend wäre, so meint nachhaltige-it, PUE-Grenzen für Rechenzentren vorzuschreiben und noch mehr Geld und Manpower in die Erforschung energieeffizienter Rechenverfahren zu stecken und auch in Plattformen, die mit weniger Strom zurechtkommen, z.B. Computer aus organischem Material etc. Das würde die Branche ganz nebenbei zumindest teilweise von der Elektroschrott-Problematik befreien, den Verbrauch an seltenen oder kostbaren Metallen senken und damit der Umwelt und der Gesellschaft gleich mehrfach Gutes tun. Merke: Wer Strompreisrabatte streut, wird reichlich Stromverbrauch ernten.

The Green Grid: IT braucht neues Paradigma

Vergangene Woche in Brüssel: Der Europateil der Vereinigung The Green Grid, deren Ziel es ist, Rechenzentren und die IT nachhaltiger zu machen, trifft sich in Brüssel. Mit dabei: nachhaltige IT. Die wichtigsten Ergebnisse in Kürze:
1. Das Procedere zur Festlegung von maximalen Verbrauchswerten und Verbrauchsklassen von Servern und an sie angeschlossenem DV-Equipment (DG Entr, Lot 9 Ecodesign-Richtlinie) kommt endlich in Gang. Fragebögen für Stakeholder stehen im Web und fließen, so ausgefüllt, in die vorbereitende Studie ein, die allein zwei Jahre dauert. Bis der erste Standard in Kraft tritt werden 55 Monate ins Land gehen – eine Ewigkeit in der Zeitrechnung der IT. Sehr verwunderlich wäre, wenn bei diesem Verfahren etwas herauskäme, was Hersteller wirklich zu ungewöhnlichen Anstrengungen zwingt.
2. Wie man die PUE berechnet, wird standardisiert, und zwar in IEC/ISO 30134-2. Diese Norm befindet sich gerade in einer frühen Konsultationsphase.
3. Rechenzentren werden immer effizienter. Der diesjährige Sieger im Effizienzwettbewerb des European Code of Conduct for Datacenters, ein Rechenzentrum von ARM in Cambridge, brachte es auf eine PUE (Power Usage Effectiveness) von sage und schreibe 1,04. Der Gesamtenergieverbrauch liegt also nur 4 Prozent über dem, den die reine IT verzeichnet. Hier ist die Luft also bald raus, auch wenn noch jede Menge alte Rechenzentren viel schlechtere Werte bringen und damit verbessert werden können.
4. Neue Sparpotentiale kommen deshalb in den Blick: Software, die flexibel auf die Auslastung von Hardware reagiert und diese nicht unnötig in Betrieb hält, wenn sie eigentlich selbst nichts tut, beispielsweise. Programmierer müssen anscheinend reichlich dazulernen, damit der Energiefraß aufhört. Das andere, in Brüssel besprochene Verbesserungspotential besteht in der Dämpfung oder der verhinderten Entstehung harmonischer Oberschwingungen, die durch die Verzerrung der sauberen Sinuskurve Strom- und Spannungskurven verzerren. Das führt zu Leistungsverlusten, Erwärmung und früherem Ende von Bauteilen. Ob sich Maßnahmen lohnen, liegt am Umfang der Störungen – pro Prozent mehr Harmonischen gehen zwei Prozent mehr Leistung verloren. Gegenmittel sind größere Transformatoren, spezielle, Oberwellen-resistente Bauteile und Filter. Whitepaper für The-Green-Grid-Mitglieder hier.
5. Weitere Einsparpotentiale liegen im sinnvollen Zusammenwirken der energieintensiven Rechenzentren mit der photovoltaischen Stromerzeugung, im Lastverbund mehrerer Rechenzentren, der die Auslastung erhöht und anderen kooperativen Maßnahmen, die teils von demnächst auslaufenden EU-Projekten erforscht wurden. News auf der Konferenz: Sechs neue EU-Projekte zur Energieeffizienz von IT und Rechenzentren stehen in den Startlöchern.
6. Trotzdem gibt es am Ende eine eher schlechte Nachricht: Die IT ist entgegen allen anderslautenden Berichten absolut nicht auf einem nachhaltigen Pfad. Darauf wies Ian Bitterlin, CTO von Emerson Network Power und Leiter der Technologie-Arbeitsgruppe EMEA bei The Green Grid nachdrücklich hin. Sie sei durch die jeden Effizienzeffekt schlicht überwuchernden Datenmassen und ihre Downloads auf Endgeräte schlicht dabei, immer mehr Energie zu verschlingen – schon um 2020 könnte laut Bitterlin aller global erzeugte Strom allein in IKT-Technologie und ihre Nutzung fließen, was natürlich nicht geht. Deshalb fordert Bitterlin dringend ein neues Paradigma. Beispiel: Ein simples 17 MByte großes Musikvideo, das 1,5 Milliarden Mal in einem Jahr aus dem Web heruntergeladen wird, verbraucht insgesamt 312 GWh Strom – so viel wie ganz Burundi.
7. Zum Trost: In Veranstaltungen und Gesprächen, die nachhaltige-it im Anschluss an die Konferenz mit verschiedenen Firmenvertretern führte, arbeitet man in verschiedenen Hightech-Labors großer Hersteller daran, Telekommunikationstechnologien zu entwickeln, die zehntausendmal effizienter sind als die heutigen und Speichertechnologien, die für die Speicherung von 1 PByte nur noch ein Mikrowatt (ein Millionstel Watt) verbrauchen. Hoffen wir mal, dass die Forscher schneller Erfolg haben als die Datenlawine wächst, denn sonst gehen in der schönen neuen Smartphone- und Tablet-Welt irgendwann die Lichter aus.

Summary:EMEA Meeting of The Green Grid in Brussels:
1. Ecodesign Standards for Servers on the way, until finished, it will take 55 months, questionnairs for stakeholders online for download.
2. Standards for definition of PUE (Power usage effectiveness) on the way: IEC/ISO 30134-2 is in anearly consultation Phase.
3. PUE of very good datacenters reach values close to 1, more energy saving must come from other sources than optimizing cooling etc.
4. New sources of energy savings: cooperation of resources of several datacenters, datacenters and PV/other renewable energy sources in an area, Software optimization and mitigating harmonics .Whitepaper for green grid-members here.
5. New paradigm needed. As Ian Bitterlin, CTO of Emerson Network Power and Leader of the Green Grid EMEA Techn Workgroup said, if present datagrowth and download Trends persist, ICT will eat up all of earths electricity resources within about ten years – which is simply impossible. He gave a simple example: A Music Video of 17 MByte downloaded 1,5 Billion times over the web within one year used totally 312 GWh of electricity – as much as the whole state Burundi.

Rechenzentren werden immer sparsamer

Rechenzentren werden immer sparsamer: So wurde nun laut ITespresso ein klimaneutrales RZ eröffnet. Es holt sich seine Kühlenergie aus geothermischen Quellen und aus Wasserkraft, gekühlt wird mit Umgebungsluft. Das Design ist modular und stammt von Colt. Auch AST Modular hat zusammen mit IBM ein RZ eröffnet, dessen PUE (Power Usage Effectiveness) bei rund 1,2 liegt – das heißt, zur durch die IT verbrauchten Energie treten nur noch 20 Prozent für die Kühlung. Ein Video zu dieser Installation eignet sich für Detail-Enthusiasten.

Summary:Data centers get more effective: On the German web plattform ITespresso published an article about an Islandic datacenter that is clima neutral and powered bis waterenergy and geothermal power and cooled by free cooling. A video show a new datacenter built by AST Modular and IBM that has also a PUE around 1,2.

Effizienzmessungen fürs Rechenzentrum, jetzt auch mit Berücksichtigung der Umwelteffizienz möglich

Derzeit ist die Standardmesslatte für die energetische Rechenzentrumseffizienz die PUE (Power Usage Effectiveness). Im Sommer wurde dieses Effizienzbarometer verfeintert: Es berücksichtigt jetzt auch andere Energiequellen als Strom. Wer sehr umweltbewusst sein will, kann über einen Zusatzfaktor auch ausrechnen, was die Herkunft des Stroms für den Kohlendioxidausstoß bedeutet.

Wer wissen will, wie effizient sein Rechenzentrum arbeitet, teilt dessen Gesamt-Energieverbrauch durch den Energieverbrauch der IT. Die sich ergebende Zahl soll möglichst nah an 1 heranreichen. Ein PUE von 1 würde bedeuten, dass der gesamte Energieverbrauch dem Energieverbrauch der IT entspricht, also keine zusätzliche Energie benötigt wird.
Weil die PUE in ihrer bisherigen Form zu unscharf war und die Werte von Rechenzentren sich so kaum vergleichen ließen, hat im Sommer eine Arbeitsgruppe, an der unter anderem das Energieministerium der USA, die amerikanische Umweltschutzbehörde EPA, Green Grid und Energy Star teilnahmen, jetzt die Messanforderungen präzisiert.
Außerdem wurde ein Zusatzfaktor eingeführt, mit dem andere Energiequellen außer Strom, die das Rechenzentrum verwendet, beispielsweise Kühlwasser, in die Kalkulation eingehen. Nach wie vor berechnet die Systematik des PUE aber nur die Effizienz innerhalb des Rechenzentrums. Ob Strom daher aus erneuerbaren oder nicht erneuerbaren Quellen stammt, macht also für den PUE keinen Unterschied.
Ferner wurden drei Rechenzentrumsklassen bestimmt, die sich durch die Messpunkte des IT-Stromverbrauchs unterscheiden. Der PUE muss in Zukunft durch eine Indexzahl anzeigen, welcher Klasse das gemessene Rechenzentrum angehört.
Definiert wurden folgende Klassen, die Exaktheit steigt, je höher die Klasse ist:
0: Das Rechenzentrum verbraucht ausschließlich Strom. Hier wird der Stromverbrauch der IT am Ausgang der UPS-Systeme gemessen, der Gesamtenergieverbrauch am Stromzähler des Providers.
1: Der Stromverbrauch der IT wird am Ausgang des UPS-Systems gemessen, der Gesamtenergieverbrauch wird aus sämtlichen Rechnungen von Energielieferanten (Strom, Wasser, Gas….) ermittelt. Dieses müssen auf eine Messeinheit vereinheitlicht, jeweils mit einem vorgegebenen Faktor für den jeweiligen Energieträger multipliziert und dann aufsummiert werden. Diese Faktoren betragen zum Beispiel für Erdgas 0,31, für angeliefertes Warmwasser 0,40 oder für angelieferten Dampf 0,43.
2: Der Stromverbrauch der IT wird am Ausgang der Stromverteiler für die IT gemessen, wobei an jedem betreffenden Ausgang ein Messgerät angebracht sein muss. Die Ermittlung des Gesamtenergieverbrauchs erfolgt wie bei Klasse 1.
3: Der Stromverbrauch der IT wird am Anschluss der einzelnen IT-Systeme ans Stromnetz gemessen und aufsummiert. An jedem Anschluss ist ein separates Messgerät nötig. Die Ermittlung des Gesamtenergieverbrauchs erfolgt wie bei Klasse 1.

Für Umweltbewusste: G-Faktor ermittelt Kohlendioxidausstoß

Die Effizienz eines Rechenzentrums sagt an sich wenig über seine Umweltfreund- oder schädlichkeit aus, nur darüber, ob innerhalb des RZ gemessen an seinem Zweck, IT-Leistung bereitzustellen, Strom oder andere Energie verschwendet wird. Daher haben sich Kritiker der bisherigen PUE-Systematik einen weiteren Schritt ausgedacht, der nun wirklich Bezug zur Umwelt über den erzeugten Kohlendioxidausstoß herstellt und damit auch einzelne Rechenzentren hinsichtlich ihrer Umweltfreundlichkeit verbleichbar macht. Es wird nämlich ein sogenannter G-Faktor hinzugefügt. Dieser berücksichtigt, aus welchen Quellen der verbrauchte Strom zu welchen Anteilen kommt und kalkuliert die jeweilige Effizienz und den jeweiligen Kohlendioxidausstoß der Stromquellen ein. Das kann dazu führen, dass ein Rechenzentrum mit einem eigentlich guten PUE durch den Bezug von beispielsweise ausschließlich Kohlestrom insgesamt eher schlecht abschneidet, während ein Rechenzentrum mit intern etwas geringerer Effizienz, aber saubereren Stromquellen insgesamt ökologisch effizienter ist. Details und Berechnungsbeispiele zu diesem „grünen PUE“ (GPUE) finden sich auf http://blog.greenqloud.com. Die Daten für diverse real existierende Rechenzentren sind ebenfalls angegeben. Greenqloud stammt aus Island, ein Land, in dem Elektrizität mehr oder weniger vollständig aus Geothermie hergestellt wird und wo somit sehr niedrige Werte erreicht werden. Hiermit verbindet sich wohl die Hoffnung des gleichnamigen RZ-Betreibers, vermehrt festlandeuropäische und weltweite Kunden für sein Cloud-Comuting-Angebot zu finden. Falsch ist diese Berechnungsmethode trotzdem nicht.
Die Logik scheint sich in der Branche zu verbreiten, denn Google investiert zum Beispiel massiv in Windparks (siehe z.B. hier), die die Energiebilanz erheblich verbessern würden.

Fazit:Dass interne Effizienz nicht reicht, ist zumindest bei den „Grünen“ innerhalb der Branche angekommen. Es bleibt zu hoffen, dass sich auch bei EPA, The Green Grid und anderen Akteuren die Einsicht durchsetzt, dass es nicht egal ist, woher der Strom kommt, den ein RZ verbraucht – vielmehr ist die EInbeziehung dieses Kriteriums nötig, wenn man sich zum Beispiel für einen RZ-Dienstleister entscheiden und Umweltgesichtspunkte berücksichtigen will.

Summary:A taskforce with members from US-american EPA, US Ministery of Energy, The Green Grid and others has published a more detailled method to calculate PUE, the standard measure for energy efficiency. But this redesigned PUE is still limited to the internal efficiency of the data center and does not include the environmental effects resulting from the source the electricity comes from. To integrate this, the islandic organization Greenqloud suggests the calculation of a GPUE that weighs the carbon dioxide output and efficiency of the production of the electricity used. Details on the Greenqloud-blog.