Spielerische Suche nach nobelpreisverdächtigen RZ-Effizienzindikatoren, jenseits des PUE

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1 Spielerische Suche nach nobelpreisverdächtigen RZ-Effizienzindikatoren, jenseits des PUE Dr. Georg Riegel, dezem GmbH Tagung Key Performance Indicatoren im Rechenzentrum AK Datacenter eco, Frankfurt a.m.,

2 Inhalt GreenIT Stand der Dinge Potenziale entdecken durch Transparenz, Theorie & Experiment das RZ als Fabrik: Wie sollte ein GreenIT KPI aussehen? ein Kreislauf: Messen Analysieren Optimieren 2

3 Energieeffizienz durch Transparenz Aktuell enorme Einsparpotenziale im Gebäude-Energieverbrauch (oft 20-50%!!) Betriebsabläufe oft viel gewichtiger als die Hardware RZs sind oft herausragende Beispiele Grundproblem große Lücken im Monitoring von Systemzusammenhängen vorhandene Information erreicht die vielen, wichtigen Nicht-Experten nicht Potenzial zielgerichteten Betriebskostenmanagements wird unterschätzt! Lösung Transparenz: Messen Analysieren Optimieren 3

4 Beitrag dezem: den Nebel lichten Transparenz für nachhaltige Energie- und Kosteneffizienz System Einsatz Innovationen Netzwerke Datenerfassung & Schnittstellen meist gehostete Aufbereitung und Analyse ergänzende Dienstleistungen Industrie Rechenzentren Verwaltung Schulen Forschung, anwendungsnah kundenorientiert theoriefundiert experimentierfreudig Ingenieurbüros Spezialisten Universitäten, z.b. TU Berlin TU München Uni Würzburg Kunden allgemein 4

5 Datenfluss im Überblick Datenquelle Datenlogger Übertragung Auswertung Zähler MEG dezemvis GPRS Strom- wandler Vario-8 Reports Temperatur und Klimadaten SPS Logger, IPCs, etc. Ethernet Grafiken M-Bus, ModBus, BacNet, SPSen, etc. 5

6 Auswertetools performant, nutzerfreundlich & webbasiert für maximale Zielgruppenbreite 6

7 Grundlastsenkung Bürogebäude vorher nachher 7

8 Sensor- statt Zeitsteuerung Lüftungsanlage E-world energy & water vorher nachher 8

9 Austausch Leuchtmittel Hausmeister setzt nacheinander 5 EVGs an Leuchten ein. 9

10 Äpfel und Birnen genau vergleichen! 10

11 Online Kommentare, automatisiert und manuell für weitere Auswertungen 11

12 Stromverbrauch einer Schule (Verstetigung von Erfolgen = Dranbleiben!) Auf Erfolgen ausruhen das reicht nicht: Verbrauch im 4. Jahr wieder auf Ausgangsniveau! 12

13 IT-Lasten: Anomalien entdecken - neue Softwareversion arbeitete fehlerhaft - 13 München, PowerBuilding & DataCenterConve ntion

14 Hintergrunddienste überwachen - Spitzen durch Überlagerung zur vollen Stunde - 14 München, PowerBuilding & DataCenterConve ntion

15 Einfache Erfolgskontrolle - Hintergrunddienste entkoppelt - nachher vorher 15 München, PowerBuilding & DataCenterConve ntion

16 Energieszenarien Rechenzentren 2008: rd deutsche Server-Räume und RZ verbrauchen rd. 10,1 TWh Strom Verdoppelung gegenüber

17 Aufteilung Stromverbrauch RZ IT vs Infrastruktur Die Hälfte des Stromverbrauchs geht in die Infrastruktur hier: Verdoppelung in 6 Jahren Quelle: Energieeffizienz im Rechenzentrum, Bitkom 17

18 Aufteilung Stromverbrauch Server Auch im und am Server weitere Infrastrukturanteile. Allein auf die Netzteile entfällt im Schnitt 20% der Energie- aufnahme! Quelle: Energieeffizienz im Rechenzentrum, Bitkom 18

19 Temperaturlandschaft im RZ (Vorsicht: bitte nicht simulieren!) Möglichst ein Temperatursensor je Server sowie in Unterboden, Kalt- und Warmgängen, etc. Kaltluft Graphik: Bitkom 2009 Warmluft Temperatursensor Zentralgerät Temperatursensor 19

20 Temperaturlandschaft & Energieeffizienz systematisch entwickeln 20

21 Vorteil echter Temperaturlandschaft gegenüber Simulationen, IR-Fotos, etc. Realitätsbild, mit gewachsenen Details, die eine Simulation nicht kennen kann Wertende Darstellung für alle RZ-Zonen steigert Relevanz Leichte Identifikation von Hotspots und überflüssiger Kühlung Filtermöglichkeiten schaffen spannende Blickwinkel Kontrolliertes Optimieren der Luftströme und -temperaturen Kontinuierliche und automatisierte Erfolgsüberwachung beste Begleitung für sicheres Optimieren im RZ! 21

22 Erfolg sofort sichtbar Luftgeschwindigkeiten verringern! 22

23 Energieflüsse im RZ Wo mit Energieeffizienzindikatoren / KPIs ansetzen? Beleuchtung, Dieselaggr., sonstiges Gesamt- einspeisung Trafos NSHV USV IT UV IT ULKs Kälteanlage 23

24 Energieeffizienzmetrik Green Grid Power Usage Effectiveness PUE Wirklast Zusatgeräte Beleuchtung, Dieselaggr., sonstiges Einspeisung USV Output USV P IT Wirklasten Racks, einzelne Geräte Gesamt- einspeisung Trafos NSHV USV IT UV IT Temperaturen (an Racks, im Doppelboden, Decke, etc.) Wirklasten Einspeisung P gesamt Output Transformator Wirklast ULKs Load, Traffic, Transactions, etc. ULKs PUE (Power Usage Effectiveness) Wirklast Kälteanlage Kälteanlage Temperaturen Kälteleistung (z.b. Durchflussmenge) PUE = P gesamt PIT - guter Start, aber nicht dauerhaft tragfähig - 24

25 Neues vom Green Grid: DCeP leider kein Durchbruch DCeP = Nützliche Arbeit / Gesamtenergieverbrauch Nützliche Arbeit = wobei M = Anzahl der begonnenen Tasks im Zeitfenster V i = Normalisierungs Faktor T i = 1 wenn Task i im Zeitfenster abgeschlossen wird, sonst = 0 U i (t,t) zeitabhängige Utility Funktion für Task i mit t = Gesamtzeit um Task zu erledigen Utility könnte z.b. fallen je länger es dauert T = Zeitpunkt an dem Task fertiggestellt ist Utility könnte z.b. Null sein, wenn zu spät fertiggestellt. Nutzer muss Tasks und Utility Funktion selbst definieren! => DCeP ist zu kompliziert, zu weich und erlaubt keinen RZ Vergleich. Das MUSS besser gehen. 25

26 Werden Sie Nobelpreisträger! Virtuelle Zähler spielerisch testen und diskutieren virtuelle Zähler (Indikatoren) online konfigurieren Auswertung und Überwachung in Echtzeit Reports und interne Kostenabrechnung frei konfigurieren Jederzeit überarbeiten und weiter entwickeln Das dezem-netzwerk steht Nutzern immer zur Seite 26

27 Eine Anregung Effizienzmetrik nach reiner Lehre Wirklast Zusatzgeräte Beleuchtung, Dieselaggr., sonstiges Einspeisung USV P USV in Output USV P USV out Wirklasten Racks, einzelne Geräte Aus Theorie: relev. Flussgrößen flow i und jeweiliger min. Energie ε i theory Gesamt- einspeisung Trafos NSHV USV IT UV IT Temperaturen (an Racks, im Doppelboden, Decke, etc.) Wirklasten Einspeisung P gesamt Output Transformator Wirklast ULKs Load, Traffic, Transactions, flow i ULKs Temperaturen Efficiency by benchmarks Wirklast Kälteanlage P K Kälteanlage Kälteleistung 27

28 Betriebsoptimierung ein Kreislauf Hochwertiges Monitoring Messen von Energieflüssen, Zuständen und Produktion Experimentieren & Optimieren Bei guter Überwachnug Reaktion auf kleine Änderungen testen; laufend optimieren optimierte Betriebsabläufe Zusammenhänge visualisieren & analysieren Ansprechende Datenaufbereitung über Anlagenschemata, Indikatoren, Kennwerte und Reports 28

29 Zusammenfassung und Ausblick Was ist Energieeffizienz im RZ? Ausrichtung an PUE kann zu Fehlentwicklungen führen! (Ineffiziente Server oder Racks -> guter PUE!) Das Ziel: Effizienzindikator = theoretischer Aufwand / tatsächlicher Aufwand denn ein reifes RZ ist eine effiziente Fabrik Der Weg: Metriken spielerisch konfigurieren und Maßnahmen in der Praxis testen per T-Landschaft abgesichert Ausgangspunkt ist Transparenz Messen: Strom, Temperaturen, Feuchte, Rechenleistung, Traffic,... Analysieren: Lastkurven, Temperaturlandschaften, Reporting, Optimieren: kontrolliert, in kleinen Schritten. 29

30 Bienen am Berliner Savignyplatz Auch Honigfabrik ist spannend! Temperatur (Westwand) Nektareintrag 30

31 Kontakt dezem GmbH Dr. Georg Riegel Knesebeckstraße 86/ Berlin T: E: W: Wir suchen intensiven Gedankenaustausch zu GreenIT-KPI s und unterstützen mit unseren Tools Ihre preisverdächtigen Experimente! 31

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