Linux Users Group Cremona Green ICT

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1 Linux Users Group Cremona Green ICT e FOSS Giulio Destri Green ICT e FOSS - 1

2 Licenza di Utilizzo Questo documento viene rilasciato secondo i termini della licenza Creative Commons ( L utente è libero di: distribuire, comunicare al pubblico, rappresentare o esporre in pubblico la presente opera alle seguenti condizioni: Attribuzione Deve riconoscere la paternità dell opera all autore originario. Condivisione Eventuali opere derivate, devono mantenere una licenza simile. In occasione di ogni atto di riutilizzazione o distribuzione, deve chiarire agli altri i termini della licenza di quest opera. Se ottiene il permesso dal titolare del diritto d autore, è possibile rinunciare a ciascuna di queste condizioni. Le utilizzazioni libere e gli altri diritti non sono in nessun modo limitati da quanto sopra. Questo è un riassunto in lingua corrente dei concetti chiave della licenza completa (codice legale), reperibile sul sito Internet Green ICT e FOSS - 2

3 Argomenti Il concetto di Green ICT Gli elementi hardware coinvolti Le Infrastrutture ICT: volumi e consumi energetici Come il software influisce sull andamento dei consumi Analisi operativa dei consumi software dependent: un caso di studio Green ICT e FOSS - 3

5 Il concetto di Green ICT ICT ecologicamente sostenibile Definisce metodologie per ridurre l impatto ambientale dell ICT Risparmio energetico diretto Risparmio energetico indiretto Riduzione dell e-waste Riduzione del numero di risorse (es. Server) necessari => ottimizzazione dei data center Green ICT e FOSS - 5

6 Obiettivi di Green ICT Raggiungere un tornaconto economico buone prestazioni tecnologiche rispettando le responsabilità sociali e ambientali ed etiche Green ICT e FOSS - 6

7 Green ICT Sostenibilità ambientale Efficienza energetica Il costo totale di proprietà (TCO), che comprende il costo di smaltimento e riciclaggio dell e-waste La green ICT ha come obiettivo l'utilizzo di tecnologie ICT in modo efficiente. Green ICT e FOSS - 7

8 La storia della Green ICT Nata negli ultimi 10 anni Codificata da IEEE et al. nel 2008 Numerosi testi al riguardo Green ICT e FOSS - 8

9 Libri Green ICT G. Sissa Il Computer sostenibile. Riduzione dei rifiuti elettronici, riuso dei pc e open source Franco Angeli, 2008 Isbn Green ICT e FOSS - 9

11 ICT: il consumo energetico E sicuramente l impatto ambientale maggiore dell ICT Si può dividere in Consumi indiretti Consumidiretti Green ICT e FOSS - 11

12 ICT: il consumo indiretto Condizionamento ambientale Temperatura Umidità Filtraggio antipolvere Gruppi di continuità Infrastrutture elettriche (spesso inadeguate) Green ICT e FOSS - 12

13 ICT: il consumo diretto (interno) Alimentatori Ventole Hard Disk Memorie CPU e GPU Schededirete Green ICT e FOSS - 13

14 ICT: il consumo diretto (esterno) Stampanti, Plotter Audio (altoparlanti, cuffie ) Video (monitor, proiettori ) Apparati di rete (router, switch, access point ) Infrastrutture di rete Green ICT e FOSS - 14

15 ICT: il consumo è costante? La rete lavora sempre allo stesso modo? Gli Hard Disk sono sempre in attività? La memoria? La scheda grafica? E la CPU? E possibile intervenire sull hardware/sistemi esistenti? Green ICT e FOSS - 15

17 Il concetto di infrastruttura L'infrastruttura è un insieme di elementi strutturati in modo che, uniti, formino una struttura funzionante per uno scopo preciso [fonte: Wikipedia, 2010] infrastruttura in ingegneria civile infrastruttura economica infrastruttura impiantistica infrastruttura informatica infrastruttura del servizio pubblico Green ICT e FOSS - 17

18 Le infrastrutture critiche Produzione, trasmissione, distribuzione dell'energia elettrica di tutte le forme di energia, come, ad esempio, il gas metano Telecomunicazioni e telematica Risorse idriche e gestione delle acque reflue Agricoltura, produzione delle derrate alimentari e loro distribuzione Catena del freddo Green ICT e FOSS - 18

19 L informatica dietro le infrastrutture Il controllo delle infrastrutture oggi si realizza con l ICT Attraverso grandi reti di calcolatori si governano Energia Risorse idriche Trasporti Telecomunicazioni Banchee finanza Processi industriali ed ambiente Green ICT e FOSS - 19

20 Prima di proseguire Serve un approccio sistematico rigoroso al problema che consenta di determinare i punti critici dove applicare le soluzioni Prima di tutto: contestualizzare il ruolo dell ICT Green ICT e FOSS - 20

21 Un sistema informatico Per la definizione di «sistema informatico», in Italia, è necessario passare attraverso una definizione legale: sistema informatico o telematico rif. Legge 48/2008 o anche Sent. Cass. nr. 3067/99: complesso di apparecchiature destinate a compiere una qualsiasi funzione utile all uomo, attraverso l utilizzazione (anche parziale) di tecnologie informatiche, che sono caratterizzate per mezzo di un attività di codificazione e decodificazione dalla registrazione o memorizzazione, per mezzo di impulsi elettronici, su supporti adeguati, di dati, cioè di rappresentazioni elementari di un fatto, effettuata attraverso simboli (bit), in combinazioni diverse, e dalla elaborazione automatica di tali dati, in modo da generare informazioni, costituite da un insieme più o meno vasto di dati organizzati secondo una logica che consenta loro di esprimere un particolare significato per l utente. Green ICT e FOSS - 21

22 Il sistema informatico e il suo ambiente: il sistema informativo-tipo tipo Il sistema informatico vero e proprio Insieme di server, client, software I suoi sistemi di I/O e i collegamenti in rete Terminali, disp. Acquisizione dati, rete Intranet I sistemi fisici su cui esso agisce/a cui manda output e da cui riceve input Stampanti, backup a nastro, sistemi di produzione Le risorse umane che con esso operano Il personale tecnico e non con i suoi skill Le regole/leggi (risorse organizzative) cui è soggetto ed i processi in cui è inserito I processi business e le procedure aziendali, le leggi Green ICT e FOSS - 22

23 Gli spazi di intervento Postazioni di lavoro Data Center Green hardware Green software Green ICT e FOSS - 23

24 Gli spazi di intervento: postazioni Monitor, stampanti, PC Politiche di acquisto (green hardware) Politiche comportamentali (educazione degli utenti) Politiche di gestione (risorse necessarie e non sprecate ) Green ICT e FOSS - 24

25 L evoluzione delle CPU Fonte: Intel (via Wikipedia) Green ICT e FOSS - 25

26 Gli spazi di intervento: data center L efficienza energetica dei data center è un tema su cui si lavora da anni I volumi Medie dimensioni (300 KW) Grandi dimensioni (alcuni MW) Green ICT e FOSS - 26

27 Un esempio: Grande Banca Italiana Due data center gemelli (necessari per disaster recovery) Per ogni data center Circa 6000 applicazioni diverse che cooperano fra loro Distribuite su circa 2000 server Per un consumo totale di circa 3 MW!!! (diretto ed indiretto) Green ICT e FOSS - 27

28 Calcolare l efficienza PUE(Power Usage Effectiveness) potenza elettrica entrante nel data center divisa per la potenza elettrica che effettivamente arriva ai sistemi IT Google dichiara PUE = 1,19 PUE medio = 2,25! Green ICT e FOSS - 28

29 Calcolare l efficienza MIPS/W = Milioni di operazioni per secondo per Watt di consumo energetico Questo fattore è aumentato di ben 28 volte negli ultimi anni! Green ICT e FOSS - 29

30 Calcolare l efficienza W/Tpm = Watt per transazioni al minuto FLOP/Wh = numero di operazioni floating point per Watt/ora Green ICT e FOSS - 30

31 Interventi su consumo indiretto Ripensare il layout del data center Ottimizzare il condizionamento Sostituire gli UPS Green ICT e FOSS - 31

32 Un esempio: gli armadi RITTAL Armadi isolati per server Condizionamento interno con flussi laminari d aria Si riduce la temperatura solo dove necessario Green ICT e FOSS - 32

34 Consumi: hardware e software I dispositivi hardware sono fisicamente responsabili del consumo di energia, dissipata sotto forma di calore Ma il responsabile primo di tale consumo è il software, che guida l hardware e determina quali e quante operazioni elementari devono essere eseguite. Green ICT e FOSS - 34

35 Il Green software E la disciplina che studia le modalità secondo cui il software influisce sui consumi energetici dell IT e come ottimizzarle E moltonuova Green ICT e FOSS - 35

36 Il Green software Le 50 metriche di qualità del software codificate (ISO/IECTR 9126:2003 andtr 25000:2005) non includono ancora l efficienza energetica. Non ci sono ancora metriche universalmente accettate Green ICT e FOSS - 36

37 Il Green software L hardware diventa sempre più green Serve davvero agire anche sul software? Proviamo a usare il dato del PUE Green ICT e FOSS - 37

38 Il Green software Con un PUE di 2,25 solo 1 watt su 2,25 consumato dal data center arriva alle macchine E solo una parte di questo è usato dalla CPU E rientra nel calcolo MIPS/W o simili Quindi ogni W risparmiato dal software viene moltiplicato per il fattore di cui sopra! Green ICT e FOSS - 38

40 Come valutare il ruolo del software? Quali metriche usare? Quali software provare? Metodo sperimentale? Green ICT e FOSS - 40

41 Un articolo chiarificatore G. Agosta, E. Capra GREEN SOFTWARE: anche le applicazioni consumano energia MondoDigitale Marzo 2011 pp _numero_1/Capra_p_9_24.pdf Green ICT e FOSS - 41

42 Il test set di Agosta e Capra Green ICT e FOSS - 42

43 Un test realistico per contesti aziendali 2 sistemi Enterprise Resource Planning (ERP): Adempiere e Openbravo 2 sistemi Customer Relationship Management (CRM): SugarCRM e vtiger 4 Database Management Systems (DBMS): MySQL, PostgreSQL, Ingres e Oracle. Green ICT e FOSS - 43

44 Prova con gli ERP: Win2003 vs Linux Green ICT e FOSS - 44

45 Prova con i CRM: Win2003 vs Linux Green ICT e FOSS - 45

46 Prova con i DBMS: Win2003 vs Linux Green ICT e FOSS - 46

47 Un dato interessante In media, tutte le applicazioni, in ambiente Linux, consumano più del 40% in meno di energia! Green ICT e FOSS - 47

48 Il software ed il contesto Il consumo energetico di ogni applicativo: Non è soltanto dovuto a caratteristiche interne al software Ma anche ad una interazione con il resto del sistema (OS + librerie) che lo ospita Green ICT e FOSS - 48

49 L effetto del Garbage collector Green ICT e FOSS - 49

50 Conclusioni Il software infrastrutturale interno (framework) ha notevoli impatti sul consumo energetico Il software infrastrutturale esterno (es. Database, web server, web container ) ha impatti sul consumo energetico in quanto software Green ICT e FOSS - 50

51 Conclusioni Il modo con cui si usa nella programmazione il software infrastrutturale interno è rilevante per il consumo energetico Green ICT e FOSS - 51

52 Conclusioni Il sistema operativo è rilevante per il consumo energetico L interazione fra framework e sistema operativo è rilevante per il consumo energetico Green ICT e FOSS - 52

53 Conclusioni: lezioni tratte Il software infrastrutturale deve essere scritto bene (programmatori ninja ) I sistemi open source sono scritti mediamente meglio di quelli closed source anche in relazione al consumo energetico Green ICT e FOSS - 53

54 Conclusioni: lezioni tratte Dovrebbero essere inserite metodologie di programmazione anche negli strati funzionali Ma questo aumenterebbe il costo dello sviluppo e della manutenzione software Green ICT e FOSS - 54

55 Sommario Il concetto di Green ICT Gli elementi hardware coinvolti Le Infrastrutture ICT: volumi e consumi energetici Come il software influisce sull andamento dei consumi Analisi operativa dei consumi software dependent: un caso di studio Green ICT e FOSS - 55