L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing

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1 L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Cosa consuma e con quale efficienza? Antonio Baldassarra <antoniob@seeweb.com> Seeweb S.r.l. Università Roma3, 23 Novembre 2010

2 Prologo Una notizia nella quale venni coinvolto... Greenpeace: - Punta il dito contro le emissioni nocive derivanti dalla concentrazione di un gran numero di server dedicati alle operazioni di cloud computing, potrebbe far ricredere gli entusiasti del nuovo paradigma Ict - Antonio Baldassarra: - non si può dimenticare che con un approccio diverso dal cloud computing si consumerebbe molto di più e ricorda che negli ultimi anni la gestione energetica dei datacenter è migliorata notevolmente, con riduzioni dei consumi per unità di prodotto fino al 40-50%, risultati che non si osservano in nessun altro settore industriale - * Corriere delle Comunicazioni n 8-19 aprile 2010 Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 2 / 36

3 Premessa sullo scenario Parleremo di come... cloud sia anche green Operiamo in un business estremamente competitivo che mostra prezzi dei servizi decrescenti ma richieste di flessibilità e di performance crescenti. I servizi che produciamo vedono il datacenter, i server e le soluzioni informatiche di gestione ed erogazione come componenti imprescindibili. Mostreremo come la metafora Cloud unita all ottimizzazione ed all efficienza energetica consenta di sfruttare al meglio la potenza delle infrastrutture riducendone l impatto ambientale. Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 3 / 36

4 Dove finisce l energia che consumiamo Dove finisce l energia che consumiamo? Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 4 / 36

5 Dove finisce l energia che consumiamo Come impieghiamo l energia in ambito ICT? Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 5 / 36

6 Dove finisce l energia che consumiamo ICT economics: hardware vs energia Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 6 / 36

7 Dove finisce l energia che consumiamo Qualche convenzione: PUE e DCiE PUE: Power Usage Effectiveness PUE = P T P IT P T : Potenza totale consumata, P IT : Potenza informatica installata DCiE: Data Center infrastructure Efficiency DCiE = P IT P T 100 Un esempio che ci riguarda: Datacenter PUE DCiE Frosinone 1,47 68% Milano 1,54 65% Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 7 / 36

8 Dove finisce l energia che consumiamo Una panoramica sullo scenario di efficienza energetica dei Datacenter PUE DCiE Level of Efficiency % Very Inefficient % Inefficient % Average % Efficient % Very Efficient Lo stato dell arte PUE 1.4: Datacenter efficienti con freecoling avanzato in paesi particolarmente freddi. PUE 1.2: Datacenter per il Cloud Computing di nuova generazione senza refrigerazione ma con sola ventilazione. Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 8 / 36

9 Come migliorare l efficienza della refrigerazione Come migliorare l efficienza della refrigerazione? Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 9 / 36

10 Come migliorare l efficienza della refrigerazione Gli Hot Spot non sempre sono utili I Server sono progettati per lavorare in aria libera e quindi si aspettano di aspirare aria a temperatura adeguata (20 ) e ne emettono di molto calda, con densità di rack e di server molto elevata si creano dei corridoi caldi... molto caldi. La vita dei tecnici diventa difficile con gradienti da 20 a 40 in pochi metri. Ma il problema è molto serio per via del mescolamento delle correnti Nei casi peggiori si può perdere anche un 15-20% di potenza frigorifera Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 10 / 36

11 Come migliorare l efficienza della refrigerazione Una moda che hai suoi vantaggi: il freecooling Se la temperatura ambiente è adatta possiamo migliorare moltissimo l efficienza dell impianto di refrigerazione con un trucchetto molto semplice: sfruttare il freddo ambientale (rendendo l impianto ecocompatibile). In Italia non siamo fortunatissimi (c è di peggio ma in Svezia ridono) Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 11 / 36

12 Come migliorare l efficienza della refrigerazione Esempio di freecooling a Milano Riusciamo a risparmiare il 7% di energia elettrica Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 12 / 36

13 Come migliorare l efficienza della refrigerazione Esempio di freecooling a Stoccolma Riusciamo a risparmiare il 28% di energia elettrica Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 13 / 36

14 Chi sono i principali responsabili del consumo? Chi sono i principali responsabili del consumo? Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 14 / 36

15 Chi sono i principali responsabili del consumo? Giusto per non dimenticare il rendimento... Un UPS da 200KVA ha un rendimento nel caso migliore del 94%. Con disinvoltura spreca 10KW in calore ( Btu) che immette nell ambiente per la gioia del nostro inefficiente sistema di refrigerazione. Ma ne occorrono due da far lavorarre al 50% e la situazione peggiora... E non basta.. In un datacenter, anche piccolo, ci sono Km di cavi elettrici... Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 15 / 36

16 Chi sono i principali responsabili del consumo? Qual è la densità termica dei processori? Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 16 / 36

17 Chi sono i principali responsabili del consumo? Tutto il consumo informatico è realmente attivo? Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 17 / 36

18 Il percorso verso il green IT passa per il Cloud Il percorso verso il green IT passa per il Cloud Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 18 / 36

19 Il percorso verso il green IT passa per il Cloud Aspetti energetici del consumo ICT Solo il 3-4 % produce qualcosa di utile Ogni 27 Watt consumati dal datacenter solo 1 Watt è realmente speso per computare qualcosa Gli spazi di miglioramento sul fronte dell efficienza energetica nelle soluzioni IT sono così ampi da consentire di acquisire un vantaggio competitivo grazie ad un processo di ottimizzazione delle risorse informatiche, dei consumi e dell efficienza in senso generale. Green IT, Cloud, ecc... hype, buzz words o opportunità? Green IT per recuperare competitività e sfruttare meglio le infrastrutture ICT. Cloud Computing ne è la più efficace applicazione. Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 19 / 36

20 Il percorso verso il green IT passa per il Cloud Quali gli aspetti cruciali per l efficienza? Consumo informatico Limitare i consumi con il consolidamento hardware (ventole, alimentatori, switch, dischi...) Gestire i consumi dei server modulandone la potenza in base all utilizzo (virtualizzazione e orchestration) Migliorare l utilizzo delle CPU: 10% è allarmante (virtualizzazione e workload management) Consumo di datacenter Utilizzare dispositivi ed architetture di alimentazione efficienti (UPS, distribuzione ecc) Agire sui flussi d aria gestendo le correnti convettive e la dispersione per mescolamento Migliorare l efficienza frigorifera (Freecoling aria/acqua ed aria/aria, chiller ad alto SEER) Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 20 / 36

21 Il percorso verso il green IT passa per il Cloud Quali gli ingredienti chiave? Infrastruttura disegnata per il risparmio energetico crescente al crescere della scala Virtualizzazione completa di tutte le risorse e uso on demand Distribuzione dell infrastruttura tra più datacenter Controllo totale sulle risorse e sulla qualità del servizio Uso di software opensource e royalty free ovunque possibile con attenzione alla riduzione dell impatto al crescere delle scala. Ingegnerizzazione e ottimizzazione di tutti i processi tecnologici (delivery) e di supporto.. Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 21 / 36

22 I vantaggi delle soluzioni Cloud I vantaggi delle soluzioni Cloud Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 22 / 36

23 I vantaggi delle soluzioni Cloud Cloud Computing: continuos provisioning Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 23 / 36

30 I vantaggi delle soluzioni Cloud Cloud Computing: caratteristiche on demand Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 25 / 36

31 I vantaggi delle soluzioni Cloud Impatto energetico on premise vs cloud (caselle ) riduzione dei consumi di un fattore 20 incremento di uso medio della CPU dal 10% al 70% riduzione dello spazio occupato di un fattore 100 (Blade Server) gestione dinamica delle infrastrutture e continuous provisionig Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 26 / 36

32 I vantaggi delle soluzioni Cloud Minimi consumi, minimo spazio: massima scalabilitá Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 27 / 36

33 I vantaggi delle soluzioni Cloud Impatto energetico on premise vs cloud Scenario 1 - RM-MI on premise Una persona in viaggio da sola in auto richiede un energia di circa 120 KWh Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 28 / 36

34 I vantaggi delle soluzioni Cloud Impatto energetico on premise vs cloud Scenario 1 - RM-MI on premise Scenario 2 - RM-MI on the cloud Una persona in viaggio da sola in auto richiede un energia di circa 120 KWh Una persona in viaggio con il treno Frecciarossa richiede 24 KWh Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 28 / 36

35 I vantaggi delle soluzioni Cloud Impatto energetico on premise vs cloud Scenario 1 - RM-MI on premise Scenario 2 - RM-MI on the cloud Una persona in viaggio da sola in auto richiede un energia di circa 120 KWh Una persona in viaggio con il treno Frecciarossa richiede 24 KWh La soluzione On The Cloud consente un risparmio energetico dell 80% rispetto alla consueta soluzione On Premise Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 28 / 36

36 Considerazioni su energia, consumi ed efficienza Considerazioni su energia, consumi ed efficienza Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 29 / 36

37 Considerazioni su energia, consumi ed efficienza Costi dell energia influiscono sul mercato Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 30 / 36

38 Considerazioni su energia e consumi Costi dell energia influiscono sul mercato Il costo del KWh influenza la competitizione tra gli operatori. Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 31 / 36

39 Considerazioni su energia e consumi Anche il mercato della generazione è in competizione La matematica non è un opinione, la statisticia un po sì :-) L informazione è fatta da opinioni e non da fatti ;-) Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 32 / 36

40 Considerazioni su energia e consumi Anche il mercato della generazione è in competizione Energy Review UMPNER taskforce, Australian Government 2009 Technology Cost (AUD/MWh) Nuclear (to cost plan) Nuclear (to suit site; typical) Coal Coal: IGCC + CCS Gas: combined cycle Gas: combined cycle + CCS Small Hydro power 55 Wind power: high capacity factor 63 Solar thermal 85 Solar Photovoltaics 120 Biomass 88 Excluding waste disposal and decommissioning costs Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 33 / 36

41 Considerazioni su energia e consumi E se cambiassimo le regole del gioco? La generazione termoelettrica ha un rendimento del 37% Perchè generare il freddo dalla corrente elettrica quando possiamo generarlo dal caldo, prodotto secondario della generazione? (assorbimento con bromuro di litio o ammoniaca) Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 34 / 36

42 Considerazioni su energia e consumi Risparmio energetico attraverso l efficienza... Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 35 / 36

43 The End That s all folks!! Antonio Baldassarra (Seeweb S.r.l.) L impatto energetico dell ICT in chiave Cloud Computing Uniroma 3 36 / 36