PUE
Het is algemeen geaccepteerd dat er iets moet gebeuren om het energieverbruik en de CO2-uitstoot van datacenters terug te dringen. Er is immers nu al sprake van een significant energieverbruik en een aanzienlijke CO2-voetafdruk, en naarmate de capaciteit van rekencentra blijft toenemen, wordt de belasting steeds groter zolang er geen actie wordt ondernomen. Daarnaast is energie voor een datacenter een significante kostenpost. Door het verlagen van het energieverbruik kunnen de kosten van datacenters echter worden teruggebracht. In deze whitepaper gaan we dieper in op de betekenis van ‘Power Usage Effectiveness’ (PUE), een veelvuldig gebruikt instrument voor het meten van de energie-efficiëntie van een datacenter. Daarbij wordt de visie van KPN op de toepassing hiervan besproken. Op basis van door KPN opgedane ervaringen worden aanbevelingen gedaan met betrekking tot het gebruik van PUE en andere meetinstrumenten voor het meten van de milieueffecten van datacenters.
PUE is niet ontwikkeld om datacenters met elkaar te vergelijken, maar als een methodiek om verbeteringen binnen datacenters aan te sturen en te meten. The Green Grid stelt dat PUE niet moet worden toegepast om verschillende datacenters met elkaar te vergelijken zonder dat dit gepaard gaat met de juiste onderzoeks- en analysemethoden . In de afgelopen jaren heeft The Green Grid de meetmethode verder ontwikkeld op basis van feedback van gebruikers.
Introductie Het is algemeen geaccepteerd dat er iets moet gebeuren om het energieverbruik en de CO2-uitstoot van datacenters terug te dringen. Er is immers nu al sprake van een significant energieverbruik en een aanzienlijke CO2-voetafdruk, en naarmate de capaciteit van rekencentra blijft toenemen, wordt de belasting steeds groter zolang er geen actie wordt ondernomen. Daarnaast is energie voor een datacenter een significante kostenpost. Door het verlagen van het energieverbruik kunnen de kosten van datacenters echter worden teruggebracht.
Overwegingen bij het gebruik van PUE KPN is van mening dat PUE een krachtige meetmethode is, zolang rekening wordt gehouden met een aantal zaken. Deze zijn hieronder uitgewerkt.
In deze whitepaper gaan we dieper in op de betekenis van ‘Power Usage Effectiveness’ (PUE), een veelvuldig gebruikt instrument voor het meten van de energie-efficiëntie van een datacenter. Daarbij wordt de visie van KPN op de toepassing hiervan besproken. Op basis van door KPN opgedane ervaringen worden aanbevelingen gedaan met betrekking tot het gebruik van PUE en andere meetinstrumenten voor het meten van de milieueffecten van datacenters. Toepassing van PUE PUE wordt veelvuldig ingezet als meet- en rapportage-instrument voor de energie-efficiëntie van datacenters. PUE is de verhouding tussen de totale energie die het datacenter ingaat, en het deel van de energie dat daadwerkelijk wordt gebruikt door de IT-apparatuur zelf . Net als veel andere organisaties maakt ook KPN gebruik van PUE als een van de kritische prestatie-indicatoren (KPI’s) in zijn energiemanagement. PUE is ontwikkeld door The Green Grid Association. Dit is een wereldwijd opererend non-profit open industrieconsortium van eindgebruikers, beleidsmakers, technologieleveranciers, architecten en energiebedrijven die samenwerken om de verbetering van de energie-efficiëntie van datacenters en zakelijke IT-infrastructuren te meten.
2
In de meting op te nemen elementen Door bijvoorbeeld transformatoren wel of niet in een meting op te nemen, wordt de PUE beïnvloed. Zorg ervoor dat alle relevante elementen in de meting worden opgenomen en voer metingen consequent uit. KPN vindt dat The Green Grid op dit moment de meest complete definitie hanteert ten aanzien van de elementen die bij de meting in aanmerking moeten worden genomen. KPN adviseert dan ook deze definitie toe te passen. Ontwerp gebaseerd op volledige capaciteit Bij het ontwikkelen van nieuwe datacenters worden vaak doelwaarden met betrekking tot de PUE vastgesteld. In sommige gevallen worden deze waarden later ook gebruikt als de daadwerkelijke PUE van een datacenter. In werkelijkheid zijn doel- of ontwerpwaarden niet altijd representatief voor de feitelijke situatie. Een voorbeeld is de benutting van vloer- en rackruimte, die in de praktijk doorgaans lager is dan de maximale of ontwerpcapaciteit. Bij het ontwerp wordt rekening gehouden met latere uitbreiding. Overcapaciteit heeft een negatieve uitwerking op de PUE. Datacenters zijn dynamisch Houd rekening met het feit dat datacenters dynamisch zijn. Zo hebben weersomstandigheden invloed op de behoefte aan koeling. De vraag naar computer- en opslagcapaciteit fluctueert gedurende een dag, week en jaar. Inzicht in de daadwerkelijke PUE wordt niet verkregen door een eenmalige meting in een productieruimte of een rapportage op basis van een meting in een optimale ontwerpomgeving. KPN adviseert
over een langere periode metingen uit te voeren in productieomgevingen volgens de methodiek die is vastgelegd in The Green Grid Level 3. Als extra waarborg raadt KPN aan om een onafhankelijke externe partij te laten valideren of dit op de juiste wijze gebeurt. Dit versterkt ook de assurance rondom uw duurzaamheidsrapportages. Niet alle datacenters zijn gelijk Functionele eisen hebben invloed op de energie-efficiëntie van datacenters. Aspecten als beschikbaarheid en herstelbaarheid verschillen van het ene rekencentrum tot het andere. Een enterprise-datacenter heeft doorgaans een complexere structuur en verbruikt meer energie dan een datacenter met een lagere beschikbaarheid en geringere complexiteit. Ook het verschil tussen het aantal back-upfaciliteiten en de kwaliteit daarvan (bijvoorbeeld accu’s voor kortetermijnopslag of generatoren voor langetermijntoepassing) heeft invloed op de PUE. Het gebruik van legacy-systemen valt niet altijd te vermijden. In de praktijk zijn deze toepassingen vaak nog noodzakelijk voor de ondersteuning van bedrijfskritische functies. Dergelijke omgevingen bieden minder mogelijkheden om de PUE te optimaliseren dan een datacenter dat is ontworpen voor een in alle opzichten gestandaardiseerde omgeving. Ook dit heeft invloed op de PUE. Een andere bepalende factor is de omvang van het datacenter. Binnen grotere rekencentra is het nodig om te werken met hoogspanningsverbindingen. Het omzetten van hoogspanning (10-150 kV) naar laagspanning (230-380 V) heeft gevolgen voor de PUE. Vaak zien we dat een datacenter verschillende soorten omgevingen huisvest. Dit kan ertoe leiden dat deelmetingen van de PUE vereist zijn om de effecten in kaart te brengen van verbeteringen die in bepaalde omgevingen zijn aangebracht, of om een benchmark op ‘like-for-like’-basis mogelijk te maken. PUE is een ratio PUE geeft een verhouding weer. De PUE-waarde kan worden beïnvloed door bijvoorbeeld de omgevingstemperatuur te verhogen of verlagen. Hierdoor wordt het energieverbruik van het datacenter en het deel van de energie dat daadwerkelijk wordt gebruikt door de IT-apparatuur beïnvloed. De behoefte aan koeling en het bijbehorende energieverbruik verschuift deels van het gebouw naar de IT-apparatuur. Dit beïnvloedt de PUE. Niet in alle gevallen zal het totale energieverbruik daadwerkelijk afnemen. Naast de PUE adviseert KPN daarom ook altijd het feitelijke energieverbruik te meten, te rapporteren en te beheren. Energie-efficiëntieplan Alleen door het meten van de PUE komen geen verbeteringen tot stand. Om het energieverbruik daadwerkelijk terug te dringen, moeten maatregelen worden genomen. KPN vindt dat rapportages en doelstellingen op PUE-gebied gebaseerd
moeten zijn op een strategie om de energie-efficiëntie te verbeteren. Er moet altijd een uitgewerkt plan zijn om de gerapporteerde PUE te onderbouwen. Dit biedt een extra waarborg ten aanzien van de geclaimde PUE en draagt bij aan toekomstige verbeteringen. KPN adviseert om in ieder geval de volgende aspecten op te nemen in het energie-efficiëntieplan voor een datacenter: Rapportage en analyse van het huidige energieverbruik; Omschrijving van alle geplande maatregelen op het gebied van energie-efficiëntie; Kwantificering van het effect van de afzonderlijke maatregelen over een periode van meerdere jaren; Architectuur van de ICT-oplossing in het datacenter (zaken als virtualisatie en optimalisatie van opslag-/archiveringssystemen hebben een grote invloed op het energieverbruik); Implementatieplan per maatregel. Onderzoek en analyse achter het PUE-getal In het licht van de genoemde aspecten is het duidelijk dat, om de PUE effectief voor benchmarking te kunnen inzetten, inzicht vereist is in de zaken die ten grondslag liggen aan de meetmethodiek. Als u besluit om de PUE voor benchmarking te gebruiken, is het essentieel dat u ervoor zorgt dat de meet en rapportagemethode uniform is en voldoende representatief. KPN is van mening dat The Green Grid Level 3 momenteel het best geschikt is om inzicht te krijgen in de feitelijke energie-efficiëntie. Daarnaast moet u weten met welk type datacenter u te maken hebt. Om te komen tot een betrouwbare benchmark is het belangrijk dat de betreffende rekencentra aan dezelfde functionele eisen voldoen. Zorg ervoor dat de gerapporteerde PUE van toepassing is op het datacenter of het type datacenter dat u beheert of beoordeelt. In sommige gevallen zal dit inzicht in de PUE en het energieverbruik van een bepaald deel van een datacenter vereisen, aangezien het niet ongebruikelijk is dat een datacenter verschillende soorten omgevingen huisvest om tegemoet te komen aan uiteenlopende operationele eisen. CO2-voetafdruk PUE kan een bijdrage leveren aan het terugdringen van het energieverbruik en het beter beheersen van kosten. Een bijkomend voordeel is dat een lager energieverbruik leidt tot een geringere CO2 voetafdruk. Daarnaast heeft het gebruik van energie uit hernieuwbare bronnen grote invloed op de CO2-voetafdruk van een datacenter. KPN gebruikt in Nederland 100% in eigen land opgewekte groene stroom en waar mogelijk biogas. KPN adviseert om naast de KPI ‘energie-efficiëntie’ ook het percentage gebruikte duurzame energie in kaart te brengen, evenals de bijbehorende CO2-conversiefactor. Dit zijn twee eenvoudige KPI’s die in belangrijke mate bepalend zijn voor het milieueffect van een datacenter. The Green Grid heeft aanbevolen de zogenaamde Green Energy Coefficient (GEC)
3
(Memo van The Green Grid: Harmonizing Global Metrics For Data Center Energy Efficiency - november 2012) te bepalen, een graadmeter die aangeeft hoeveel van de verbruikte stroom uit hernieuwbare bronnen is verkregen. Naar het oordeel van KPN zijn deze aspecten bij het bepalen van de duurzaamheid van een datacenter minstens even belangrijk als een onafhankelijk gevalideerde PUE-meting conform The Green Grid Level 3. Aanbevelingen Hieronder worden de aanbevelingen van KPN in deze whitepaper nog eens samengevat: Gebruik PUE als een van de meetmethodieken om de ontwikkeling van de energie-efficiëntie van een datacenter te meten. Voor KPN heeft PUE zich bewezen als een krachtige methode om het effect te meten van maatregelen die we hebben genomen om de energie-efficiëntie van onze datacenters te verbeteren; PUE-metingen moeten op continue basis plaatsvinden in een productieomgeving; De meting dient zoveel mogelijk relevante componenten te bevatten; Gebruik een onafhankelijke en geaccepteerde industriestandaard voor de meting. KPN adviseert toepassing van The Green Grid Level 3-methodiek, de meest gebruikte, onafhankelijke en complete meetmethode; KPN adviseert onafhankelijke borging van de toegepaste methodiek of in ieder geval te vragen naar de gebruikte meetmethode. Borging door een onafhankelijke partij biedt de grootst mogelijke mate van betrouwbaarheid. Daarnaast kunt u de resultaten toepassen voor uw duurzaamheidsrapportages; Naast de PUE raadt KPN aan om ook het daadwerkelijke energiegebruik te meten en vast te leggen; Indien u besluit om PUE te gebruiken voor benchmarking, dient u te beschikken over een diepgaand inzicht in de verschillende soorten datacenters en het effect van functionele eisen op de PUE. Streef ernaar gelijksoortige rekencentra met elkaar te vergelijken, of breng in ieder geval een weging aan in de gerapporteerde PUE’s; Ter onderbouwing van de PUE-rapportage is een energie-efficiëntieplan dat meerdere jaren beslaat noodzakelijk. Zonder een plan van aanpak en gerichte maatregelen zal de PUE niet verbeteren; Naast de infrastructuur van het datacenter hebben ICT-aspecten als virtualisatie en optimalisatie van opslag-/archiveringssystemen een grote invloed op het energieverbruik. Deze aspecten moeten dan ook in aanmerking worden genomen bij het opstellen van een energie-efficiëntieplan; KPN adviseert een tweeledige aanpak. Streef eerst naar het verbeteren van de energie-efficiëntie en richt de aandacht daarna op het reduceren van de CO2-uitstoot van het resterende energieverbruik door gebruik te maken van hernieuwbare energiebronnen. Stel doelen ten aanzien van het aandeel van de gebruikte duurzame energie en de bijbehorende CO2-conversiefactor, of hanteer de GEC-graadmeter zoals gedefinieerd door The Green Grid.
4
QR-code Gebruik de QR-code om dit document te bekijken op uw smartphone of tablet.
kpn.com/corporatemarket
