Virtualizacion: maximice la eficiencia con la energía y refrigeración adecuada.

Programa de actividades Tecnimap 2010
Virtualización:
Maximice la eficiencia con la
energía y refrigeración adecuada

patrocinador-colaborador

Virtualización:
Maximice la eficiencia con la
energía y refrigeración adecuada

Enrique Birlanga
Director Desarrollo de Negocio

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Agenda
● Retos de la infraestructura física de Centros de
Datos

● Beneficios de la virtualización

● Retos de la Infraestructura Física debidos a
virtualización.
Dimensionamiento adecuado
Puntos Calientes
Administración

● Beneficios de optimizar la Infraestructura

APC by Schneider Electric – Enrique Birlanga – 23/Mar/2010

Agenda
● Porqué a APC le importa la virtualización?


● Retos de la Infraestructura Física debidos a
virtualización.
Tamaño adecuado
Puntos Calientes
Administración

● Entender bien la Infraestructura


La misión de APC La virtualización tiene un
impacto sobre todas estas

Generar clientes satisfechos mejorando la
administración, disponibilidad, y desempeño
disponibilidad
de los sistemas de información a través de la
entrega rápida de soluciones innovadoras para
problemas reales de nuestros clientes.


Los retos de los centros de datos requieren
nuevas soluciones
Cambios rápidos en tecnología IT
Virtualización y consolidación
de servidores ´
Presión de con´trol de
costos de energía y servicio
Energía/calor
servidores Variaciónes
blade / alta Centro dinámicas de
densidad de Datos energía
Requerimientos Expectativas de
regulatorios disponibilidad en
incremento

En respuesta, APC está trabajando para cambiar la manera
en que el mundo diseña, instala, opera, administra y da
mantenimiento a los centros de datos


Agenda
● Retos de la infraestructura física de Centros
de Datos


● Retos de la Infraestructura Física
Tamaño adecuado
Puntos Calientes
Administración

Reclamando el derecho al ahorro de energía
Reclamando en derecho a la fiabilidad y predictibilidad
Sorpresas ocultas

Beneficios de la Virtualización

●Incremento en el uso y eficiencia del CPU
El rango típico de utililización de un servidor: ~10-15% (normalmente
más alto en almacenamiento)
Rango virtual de utilización: Hasta el 80%
●Consolidación del servidor
Disminución en la necesidad de adquirir servidores adicionales
●Incremento en el espacio de rack
Disminución de requerimientos de “espacio blanco”
●Mejoramiento en la continuidad de operación y recuperación de
desastres
Servidores virtuales pueden contar con ‘Espejos’ en caso de fallo
●Redución en los costes de mano de obra
Provisionamiento y mantenimiento más fácil de hardware

Ahorros de energía extremos están en juego…

$366,561
Antes de la
virtualización Ahorros por virtualización solamente

$258,900
Después de la
Ahorros por virtualización MAS
virtualización
ajuste de energía/refrigeración

Después de las mejoras de
infraestructura física
* Detalles acerca de este caso de
estudio más adelante


Retos para la infraestructura física
Tam Ret
año o #1
ade
cua
● Requerimientos reducidos de energía y refrigeración do

La refrigeración perimetral desperdicia €€€ y energía

Pu Reto
nto
● Distribución enfocada a la refrigeración s c #2
alie
nte
s
Primero, los servidores blade y aplicaciones 1U crearon puntos calientes de alta densidad, ahora
¡la virtualización genera puntos calientes migratorios!
migratorios

● Necesidad de visibilidad a nivel de rack,
en tiempo real Adm Reto #3
inist
ració
n
Los nuevos entornos dinámicos necesitan administración proactiva e interactiva para evitar el
caos y los tiempos fuera de operación.


Reducción de las necesidades de Tam Reto #
año
adec
1
uado
refrigeración y energía
● Cerca de la mitad de las pérdidas de energía y refrigeración en un centro de datos
son fijas y no varían con la carga IT.

● La eficiencia se degrada conforme la carga disminuye

● El sobredimensionamiento es un contribuyente primario a la ineficiencia

● La virtualización y la administración de energía del servidor empeorarán este
problema, si la energía y la refrigeración son dimensionadas a cargas pico IT no
típicas

● Los dispositivos de energía y refrigeración que pueden escalarse en capacidad - o
aún, ser administrados a un estado de energía cero - reducirán las pérdidas fijas

Necesidad: Infraestructura de energía y refrigeración que puede
escalarse con la consolidación y el crecimiento de la virtualización


Pu Reto
nto
s c #2
alie
La virtualización crea puntos calientes nte
s

Punto
caliente


¡¡¡La Ineficiencia del Hardware!!! Pu Reto
nto
s c #2
alie
nte
s

99.999% de los VATIOS ENTRADA
se convierten en calor Ineficiencia
(desperdicio)
Trabajo
útil

50% 40% 99.999%

.001%
50% 60%
ENTRADA
Business
Capa Física Silicon Apps
Hardware
.001% de los VATIOS
Computing
ENTRADA se destinan a
trabajo IT
60%
50%

.001%

Pu Reto
nto
s c #2
Refrigeración optimizada alie
nte
s

Coste eléctrico anual de aire acondicionado en salas de ´procesamiento
Euros por megaW(vatios)
Annual Electrical Cost (k$)

$350
€350,000

$300
€300,000
room-oriented cooling
Refrigeración orientada
$250
€250,000 por salas

$200
€200,000
Refrigeración
row-oriented cooling
$150
€150,000 orientada por filas
rack-oriented cooling
$100
€100,000
€50,000
$50
0 “In-row”
$0 CRAC
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Densidad promedio (kW/rack)
Average Per-Rack Power Density (kW)

Necesidad: Arquitectura de refrigeración
Necesidad: refrigeración (igualación)
(igualación)
que de manera eficiente enfría cargas de alta densidad
enfría

ANTES de la virtualización: la Pu Reto
nto
s c #2
alie
refrigeración por salas funciona nte
s

Carga constante
día y noche


DESPUES de la virtualización: Pu Reto
nto
s c #2
alie
Surgen puntos calientes nte
s

7am – 8 am

8am – 9am
9am – noon

Almuerzo

1pm – 4pm

4pm – 6pm

6pm – 7am


Pu Reto
nto
s c #2
Los puntos calientes se mueven alie
nte
s

7am – 8 am
8am – 9am

9am – noon

Almuerzo
1pm – 4pm

4pm – 6pm

6pm – 7am


Pu Reto
nto
s c #2
Los puntos calientes se mueven alie
nte
s

7am – 8 am
8am – 9am

9am – noon

Lunchtime
1pm – 4pm

4pm – 6pm
6pm – 7am


Adm Reto #3
inist
Necesidad de visibilidad en tiempo real ració
n

¡Administre su infraestructura antes de que ella lo administre a USTED!
¡Es como el salvaje oeste! ¡Volé hasta Londres para
poner un Post-It en un rack!

Encontré algunos servidores
Utilizo Excel (Access) para
y no sabía de donde venían ó rastrear lo que hay ahí
quién las había instalado

Cuando llego por la
Mi CIO dijo “Hay algun mañana puedo ESCUCHAR
espacio en blanco - ¡coloquen si todo está bien
los servidores ahí!”
Podría arreglar esto si
Poniendo la mano en la parte tuviéramos un incendio - ¡un
trasera del rack - ASI es como GRAN incendio!
localizo los puntos calientes


Visibilidad en tiempo real

Central software
with Capacity & Change Manager


Adm Reto #3
Agregar un servidor – ¿Qué implica? inist
ració
n

¿DONDE COLOCAR EL
Conexión a un Suministro
NUEVO SERVIDOR?
de Energía Existente ?
¿Energía insuficiente ?
Tropiezo del Breaker
¿Espacio de Rack Insuficiente ? de Circuito ?
¿Insuficientes Puertos de Datos ? ¿SAI Sobrecargado ?
Disponibilidad de
¿refrigeración Insuficiente ? un solo servidor ?
¿Tiempo de respaldo reducido

¿Redundancia de
Energía Reducida ?
¿Se sobrecalientan los servidores ?
¿Redundancia de
refrigeración Reducida ? Disponibilidad de Acuerdo de Nivel
muchos servidores de Servicio (SLA)


Herramientas predictivas de Adm Reto #3
inist
ració
n
administración
¿Cuál es la solución?
● Administración de información en tiempo real + infraestructura
predecible

El software de administración puede llevar a cabo un
análisis de “qué pasaría si”

¿Cuál es el mejor lugar para un servidor nuevo?
¿Qué pasa si la carga del servidor se incrementa?
¿Cuál es el impacto del cambio en la infraestructura física?

Administrar el cambio y verificar con información en tiempo real
es un requerimiento para una infraestructura eficiente y fiable


Agenda
● Retos de la infraestructura física de Centros
de Datos


● Retos de la Infraestructura Física
Tamaño adecuado
Puntos Calientes
Administración



Refrigeración Close-coupled para puntos
calientes Sin CRAC

CRACs In-row agregados
CRACs colocado EN las
filas, más cerca de los puntos
calientes

Se eliminan los CRACs
Perímetrales por ser
innecesarios

Sin CRAC


Respuesta dinámica a los puntos calientes

Demanda
matutina

Las unidades In-row se comunican entre sí y trabajan en
conjunto para extraer el exceso de calor del pasillo
caliente


Puntos calientes más calientes se incrementa
la refrigeración

Demanda
vespertina


Sin puntos calientes se reduce la
refrigeración

Noche


Dimensionar adecuadamente para maximizar
los ahorros de energía

$366,561
120 kW carga IT total Antes de la
Before
virtualización
Virtualization
90 kW carga total del
servidor (75% de la carga IT
total)

100% energía cargada y
sistema de refrigeración Cuenta
(120 kW) anual de
electri-
Eficiencia del centro de cidad
datos 34.4%

Cuenta anual de
electricidad $366,561



● 120 kW carga IT
● 90 kW carga total del servidor $366,561 ● Costo eléctrico annual $258,900
(75%) Antes de la
● Carga del centro de datos 100% virtualización
savings ● 3:1 reducción de electricidad del
● Eficiencia del centro de datos servidor
34.4%
● ¡Reducción solamente del 1.4:1
Virtualización $258,900 en la electricidad total!
del Servidor Después de la
virtualización ● La eficiencia del centro de datos
60 kW carga IT cae a 24.4%
30 kW carga total del
Cuenta
servidor
anual de
electri-
Carga del centro de cidad
datos 50%
Eficiencia del centro de
datos 24.4%


● Tamaño adecuado de energía y refrigeración
● 120 kW carga IT $366,561
● 90 kW carga total del servidor (75%) Antes de la ● refrigeración Close-coupled
● Carga del centro de datos 100% virtualización
● Eficiencia del centro de datos 34.4% 29%%
● Uso de paneles de obturación
de ahorro
● UPS altamente eficiente
60 kW carga IT ● Costo eléctrico anual $126,550
30 kW carga total del servidor $258,900 de ahorro
Carga del centro de datos 50% Después de ● 3:1 reducción de electricidad del servidor
Eficiencia del centro de datos la
24.4% virtualización ● ¡Reducción total de electricidad 2.9:1!
51%
% ● Eficiencia del centro de datos se incrementa
Capacidad de 60 kW de ahorro
al 51.7%
Carga del centro de
● Periodo de recuperación de inversión menor
datos 100%
a 4 años
Eficiencia del centro
de datos 51.7% Después de mejoras en la infraestructura física

Ahorros en Electricidad al Año: $240,011 (65%)

La infraestructura escalable va para ambos lados
Disminuya el tamaño ...
Capacidad
Energía/refrigeración pero espere un nuevo crecimiento

Carga
Virtualizada

Carga
Carga Virtualizada
Original

Carga
Virtualizada
Load
Carga Load Load
Virtualizada

Escalar Escalar


ADMINISTRACION efectiva
● Capacidad de administración para asegurar un balance eficiente de
demanda y suministro de energía y refrigeración

● Capacidad de preveer para agregar capacidad en base a la información
actual

● Recomendaciones acerca de cómo hacer cambios a gran escala así como
adiciones sencillas de dispositivos en el centro de datos

● Cambio en la administración como un proceso de diseño con una validación
y una optimización adecuadas

● Rastreo del ciclo de vida de los dispositivos del centro de datos
(“administración de activos”)

● Auditoría de adiciones/movimientos/cambios/eliminación y del sistema
básico de administración del flujo de trabajo


Energía y refrigeración: menor tamaño para
adecuarse a la carga
... para evitar el desperdicio eléctrico
y evitar sorpresas
kW
capacidad de
energía/
refrigeración

La infraestructura de kW capacidad
energía/refrigeración de energía/ refrigeración

deberá re-dimensionarse
para una menor carga
kW kW
carga IT carga IT

Carga virtualizada nueva y más baja Carga virtualizada nueva y más
SIN CAMBIOS en la energía/refrigeración baja con energía/refrigeración
RE-DIMENSIONADA


Sorpresas ocultas
... de una capacidad sobredimensionada de energía

kW
capacidad de
energía/
refrigeración
Gastos de mantenimiento
De bancos de baterías
De SAI operando a un porcentaje de carga muy bajo

kW Gastos del generador de carga ligera
carga IT
“Apilamiento húmedo” de combustible sin quemar
Coste de calentadores de agua innecesarios
Almacenamiento y mantenimiento de combustible en exceso


Sorpresas ocultas
... de una capacidad sobredimensionada de refrigeración

kW Apagado AC por alta “presión del cabezal”
capacidad de
energía/
refrigeración
Ciclo corto AC por apagados frecuentes vida reducida

Garantía AC anulada debido a operación por debajo del
límite
kW
carga IT Bypass de gas caliente que genera gastos para simular
una carga ‘normal’


Sorpresas ocultas
... por contratos de consumo eléctrico fijo

kW
capacidad de
energía/
refrigeración
Contrato de proveedor de energía menor uso
solamente respalda una reducción parcial en la cuenta

Contrato de energía el casero sale ganando con la
cuenta reducida
kW kW capacidad
carga IT
de energía/refrigeración

kW
carga IT

Re-negociar los contratos de electricidad - no regale
sus ahorros a la compañía eléctrica o al dueño del
edificio

Resumen

El potencial de retorno de inversión por un proyecto de
virtualización no puede realizarse totalmente sin una re-
evaluación de la infraestructura física

El dimensionamiento adecuado y la refrigeración close-
coupled son herramientas útiles para máximizar los beneficios
de la virtualización

La capacidad de administración es esencial para entornos
virtualizados

La virtualización introduce riesgos de disponibilidad que
deben ser entendidos y atendidos


Recursos

#150 – Capacidad de Administración de Energía y refrigeración para
Centros de Datos

#114 – Implementando Centros de Datos con Energía Eficiente

#120 – Especificación para Densidad de Energía en Centros de Datos

#130 – Las Ventajas de Arquitecturas de refrigeración Orientadas a
Filas y Racks para Centros de Datos

#43 – Variaciones Dinámicas de Energía en Centros de Datos y Salas
de Red

#37 – Evitando Costes por Sobredimensionamiento de Centros de
Datos e Infraestructura de Salas de Red

Demo

¡Muchas gracias!

Enrique.Birlanga@apc.com


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