Die CO2 Bilanz des Internets

Transkript

1 Die CO2 Bilanz des Internets Energieeffiziente IT-Lösungen von Sun Microsystems Rolf Kersten Sun Microsystems GmbH 1

2 Agenda Die Herausforderung Wieviel CO2 erzeugt das Internet? Bausteine der Energieeffizienz Server und Software Storage Services Folie 2

3 Die Herausforderung Folie 3

4 Der CO2 Ausstoß pro Kopf sinkt... Folie 4

5 ...der der Server steigt und steigt! Folie 5

6 In den Jahren wurden weltweit installiert: (Zahlen von IDC) 22 Millionen Entry-Server je 300 Watt 470 Tausend Midrange-Server 36 Tausend Highend-Server je 2000 Watt je Watt Folie 6

7 Der Betrieb aller Server weltweit brauchte im Jahr Folie 7

8 180 Terawattstunden Folie 8

9 oder 18 Atomkraftwerke Folie 9

10 Das waren 1.2% des weltweites Strombedarfs Quelle: ESTIMATING TOTAL POWER CONSUMPTION BY SERVERS IN THE U.S. AND THE WORLD Jonathan G. Koomey, Ph.D. Staff Scientist, Lawrence Berkeley National Laboratory and Consulting Professor, Stanford University Folie 10

11 Und das Internet wächst weiter! Total Sites Across All Domains August September 2007 Folie 11

12 Wieviel CO2 erzeugt das Internet? Folie 12

13 Zuerst ein paar Grundlagen Für 1 KWh Strom wird mit dem Strommix in Deutschland 600 Gramm CO2 erzeugt Folie 13

14 Infrastruktur Ein Google Cluster aus Servern (2*2GHz, 2GB RAM und 80GB HDD) lieferte im Jahr 2005: 40 Millionen Suchen/Tag Google - A Model for the Systems Architecture of the Future Prof. Paul A. Strassmann George Mason University, December 5, 2005 Folie 14

15 Pro Suche macht das: Mit 213 Watt/Server bei 93% Auslastung sind das 150MWh/Tag Inklusive Kühlung und Infrastruktur 300MWh/Tag Also 8Wh pro Suche In 2007 (x86 Quad-Core CPUs) vielleicht 2Wh Im Durchschnitt wohl 4Wh, also 3 Gramm CO2 pro Suchanfrage (1) (1) Power Provisioning for a Warehouse-sized Computer Luiz André Barroso et al., Google Inc, June 2007 Folie 15

16 Server-Infrastruktur November Server in acht Rechenzentren Zu jeder Zeit 105 Millionen Auktionen aktiv Jeder Server braucht im Durchschnitt 300 Watt plus 300 Watt für Kühlung und Infrastruktur Jede Auktion dauert eine Woche 30 Wattstunden Stromverbrauch oder 18 Gramm CO2 pro Auktion Quelle: The EBAY Architecture Striking a balance between site stability, feature velocity, performance and cost Randy Shoup und Dan Pritchett, SD Forum November 29, 2006 Folie 16

17 Ein Extrembeispiel Lindenlabs hat derzeit 2000 Server Für maximal gleichzeitige Benutzer Ein Avatar braucht also 195 KWh pro Jahr (nur auf dem Server!) Das sind 120kg CO pro Jahr 2 Soviel wie ein Mensch in drei Monaten ausatmet Quelle: Inside Second Life's Data Centers Folie 17

18 Das andere Extrem Eine Shared Webhosting Domain bei Strato verbraucht eine KWh im Jahr Das sind 600 Gramm CO2 pro Jahr Quelle: Aussage Rene Wienholtz, Vorstand STRATO Rechenzentrum AG Folie 18

19 Bei Glühbirnen könnten wir 3x effizienter werden... Folie 19

20 Warum ist Strato so effizient? Optimierte Software Solaris (40% Ersparnis) Spezielle Algorithmen Effizienter Betrieb: Auslastung ~90% Tausende Domains pro Server Effiziente Hardware: Stromsparende Server Sun Fire T2000 Server Sun Fire X4200 Server (90% Ersparnis) (oder vergl. Google Search 93%, Gmail 86%) Quelle: Strato erfindet das CO2-freie Rechenzentrum, Computerwoche 7/ Folie 20

21 Energieeffiziente Lösungen überall Software Servers Storage Services Microelectronics Folie 21

22 Server+Software CoolThreads Server Blade Server Virtualisierung Konsolidierung Multi-Core CPUs Folie 22

23 Weniger als zwei Watt pro Thread FB DIMM FB DIMM FB DIMM FB DIMM FB DIMM FB DIMM FB DIMM FB DIMM UltraSPARC T2 Mindesten doppelte Performance wie UltraSPARC T1 Bis zu 8 Doppelt so viele Threads > Bis zu 64 Threads pro CPU Doppelt soviel Hauptspeicher L2$ L2$ L2$ L2$ L2$ L2$ L2$ L2$ Full Cross Bar C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 FPU FPU FPU FPU FPU FPU FPU NIU (E-net+) FPU Sys I/F Buffer Switch Core PCI-Ex > Bis zu 128GB (16 FB-DIMMs) > Mehr als doppelte Speicherbandbreite 60+ GByte/sec 8x FPUs, Eine FPU pro Core 4MB L2$ Cache Ein VerschlüsselungsKoprozessor pro Core > DES, 3DES, AES, RC4, SHA1, SHA256, MD5, RSA to 2096 key, ECC 94 Watt 2x 10GE Ethernet Folie 23

24 Virtualisierung Eingebaut Solaris 10 und Sun Fire Server: maximale Effizienz Applikation X WebApp. server... Applikation Y Webserver... Appserver Appserver Container Container Solaris Solaris (stellt pro Applikationen einen Container bereit) (stellt pro Applikationen einen Container bereit) Logical Domains Server Folie 24

25 Thin Clients: Sun in Heimstetten 2800 Tonnen CO2 und Euro gespart Jahr Server Clients Vergleich PCs Sun Fire E6500 Server. Platz- 700 Sun Ray 1 (10W) und Strombedarf: Strombedarf: 4 Racks, 340 Kwh pro Tag 168 Kwh pro Tag 700 PCs (P4 1GHz, 120W) Strombedarf: 2000 Kwh pro Tag Sun Fire V880 Server. Platzund Strombedarf: 3 Racks, 348 Kwh pro Tag 700 PCs (P4 2GHz, 150W) Strombedarf: 2500 Kwh pro Tag Sun Fire V490 Server. Platzund Strombedarf: 2 Racks, 202 Kwh pro Tag 700 PCs (P4 3GHz, 180W) Strombedarf: 3000 Kwh pro Tag Sun Fire T2000 Server. Platz- und Strombedarf: 1 Rack, 77 Kwh pro Tag 700 PCs (Core Duo 2GHz, 150W) Strombedarf: 2500 Kwh pro Tag E KW, V880 = 2.9KW, V490 = 1.05KW, T2000 = 320W (Quelle: Sun System Handbook) Von Mitte 2000 bis Mitte 2007 hat Sun mit diesem Konzept 5277MWh Strom gespart. Oder 2800 Tonnen CO2 (Strommix Deutschland 2006). Oder Euro (mit 11 Cent/KWh Durchschnitts-Strompreis Industriekunden 2006) Folie 25

26 Gut für's Klima: Sun Ray Virtual Desktop 8 Watt (inkl. Serveranteil) Pro T1000 Server (180W) bis zu 100 Benutzer 20 Jahre MTBF, keine beweglichen Teile Microsoft RDP Protokoll Das VOIP-Telefon ist auch schon drin Remote Display Protocol Folie 26

27 Sun Rays sparen nicht nur Strom Schon 2004 waren 300 Millionen Computers veraltet... Ein PC besteht aus 700 verschiedenen Materialien 170 Millionen PCs wurden in 2006 entsorgt (Gartner) Vista wird ca. 50% aller heutigen PCs obsolet machen ( "If we throw it away, we had to buy it first. So we pay twice - once to get it, once to have it taken away. What if we reverse that? What if our suppliers send us less, and everything they send us has value as a recycled product? No waste, and we get paid instead." Lee Scott CEO Wall-Mart

28 Konsolidieren mit Sun Fire T2000 Stromsparservern Alt gegen Neu: Wir schenken Ihnen die Stromkosten für das erste Jahr! Folie 28

29 Storage Tape-Libraries Konsolidierung HSM-Systeme Virtualisierung Folie 29

30 Energieverbrauch im Rechenzentrum Kühlung Server Storage (Disk und Tape) IT Equipment Andere 48% 50-60% 40-50% 40% 80% Netzwerk (SAN/LAN/WAN) Andere Externer Storage 20% Bandlaufwerke & Tape Automation Auch bei der Datenspeicherung ist der Energieverbrauch ein wichtiges Thema Source: 2007 Jupiter Media Corporation and The StorageIO Group Folie 30

31 Storage-Technologien im Vergleich Jährliche Energiekosten pro TB (bei 72TB gesamt) Euro/TB/Jahr SL500 Tape Library (LTO3, 1 Expansion Module) Copan 200T 750GB S-ATA MAID (3 Trays) X GB S-ATA Disk (3 Server) GB S-ATA Disk (9 Trays) GB FC-AL Disk (15 Trays) SL500 Tape Library Copan 200T SATA MAID 6140 Disk SATA X4500 S-ATA 6140 Disk FCAL Quelle: Sun System Handbook, Copan Webseite Folie 31

32 Datenauslagerung auf Tape 0kWh 0CO2 Folie 32

33 Reduzierung von Energiekosten durch intelligentere Datenhaltung Typische Daten aus der Praxis: 30% Disk-Kapazität wird verschwendet wegen schlechter Datenallokation 40% Disk-Kapazität wird verschwendet wegen zu geringer Auslastung Für jedes TB tatsächlich genutzter Daten kaufen Kunden 7-20 TB Disk Storage Massive Kosteneinsparungen sind möglich durch: Vermeiden von zu geringer Auslastung Nutzung von Tier 2 Disk und Tape Storage 5% 15% 40% 10% 30% Ungenutzte Daten Tatsächlich genutzte Daten Nicht mehr benötigte Daten Allokierter Platz ohne Daten Falsch allokierte Daten Folie 33

34 Sun Content Infrastruktur System Leistung, Kapazität, Datenzugriff und Energiekosten im Gleichgewicht Daten werden automatisch je nach ihrem Wert und Zugriffshäufigkeit auf den kosten- und verbrauchsgünstigsten Storage Tiers gespeichert. Selten genutzte Daten werden auf Bändern gespeichert und verbrauchen dort keine Energie Schneller Zugriff und vollständiger Datenschutz mit der bestmöglichen Energieeffizienz TIER 3: Tape Archiv Storage Archive Manager (SAM-FS) TIER 2: Capacity Disk TIER 1: High Speed Disk Folie 34

35 Services Environmental Monitoring Konsolidierung Eco Services Eco Analyst Folie 35

36 Eco-Analyst Green TCO Das Tool zur Tour Wie wirkt sich Sun-Technologie auf die Stromrechnung des Kunden aus? Energie Effizienz (System Performance / Stromverbrauch) Vergleich von Sun- und Non-Sun-Servern Berücksichtigt Stromverbrauch für Betrieb und Kühlung Eco-Vorteil in Berechnet Energie-Effizienz (SwaP) M-Values / Watt > Performance / Watt / Stellfläche 0 Energie Effizienz (Ist) Energie Effizienz (Target) Folie 36

37 Eco Analyst Folie 37

38 Konsolidierung ist Öko Virtualisierung und Konsolidierung > Reduziert Energieverbrauch > Und Kosten > Natürlich Stromkosten > Hardware, Wartung, Administration, Software, etc... Energiekostendiskussion ist eine MehrwertDiskussion > Business Case durch Stromkosteneinsparung > Für jeden nachvollziehbar und nicht angreifbar Folie 38

39 Umgebungsbedingungen im RZ Wärmeprobleme verursacht durch moderne Server ist Herausforderung Nummer 1 im RZ Folie 39

40 Die neuen Sun Eco Services Suites Sun Eco Assessment Service for the Data Center, Basic & Advanced Inspektion des RZ Vergleich mit Best Practices Empfehlung Sun Eco Optimization Service for the Data Center Verbesserung Hilfe bei RZ Planung Online Monitoring Training Sun Eco Cooling Efficiency Service for the Data Center Genaue Vermessung Optimierung der Klimatisierungs-Infrastruktur Folie 40

41 Wer erbringt diese Dienstleistungen? Worldwide Environmental Services (WES) Über 25 Jahre Erfahrung mit: > Assessment & Inspection, Monitoring & Support > Mission Critical Design > Training & Certification Folie 41

42 Effizienz mit System Software Servers Storage Services Microelectronics Folie 42

43 Sun EcoTour 2007 Wer spart den meisten Strom? Folie 43

44 Fragen und Antworten Rolf Kersten Sun Microsystems GmbH 44

45 Anhang Storage Rechnung: 72 Tbyte 10.9 Cent/KWh TB/Unit 6140 FCAL SATA 2530 SAS X4500 SATA L500 Tape Copan 200T SATA MAID BTU/Unit BTU BTU = Watt/TB Watt Eur/Jahr/TB Folie 45