GREEN CLOUD COMPUTING ALESSANDRO FRANCI alex@the root.org Bologna, 29 Ottobre 2010 Queste slides sono rilasciate con licenza Creative Commons (CC): BY NC SA
Sommario Sommario: Green Computing Cloud Computing Studio di problematiche energetiche Politiche di miglioramento energetico Confronto di casi di studio
Green Computing Scopi: ridurre l'uso di materiali dannosi per l'ambiente massimizzare l'efficienza energetica promuovere il riciclo o la biodegradabilità Storia: 1992, programma Energy Star: programma di etichettatura volontaria Sleep di monitor, semafori led,
Green Computing Qualità energetiche del sistema IT Settore Efficienza 1978 Efficienza 2008 Miglioramento Automobili 6,15 km/lt 8,50 km/lt x 1.4 Aerei 6,0 revenue passenger mile/lt 13,3 revenue passenger mile/lt x 2.2 Produzione acciaio 132 g/kj 349 g/kj x 2.7 Illuminazione 13 lumen/watt (incandescenza) 57 lumen/watt (fluorescenza) x 4.4 Sistemi di calcolo 1,4 mips/watt 40.000 mips/watt x 28.571 Fonte: A Smarter Shade of Green, ACEEE Report for the Technology CEO Council, 2008
Green Computing Inquinamento dovuto all'it: 70% dell'inquinamento al suolo da piombo, cadmio e mercurio 2007, 2% delle emissioni di CO2 mondiali PC: 1 tonnellata di CO2 l'anno Server: in 1h la stessa CO2 di un SUV che percorre 25 km Consumi rapportati ad altri settori: Server blade: 1KW/h condizionatore Rack di server: 40KW/h una palazzina Datacenter di medie dimensioni: 250KW/h un quartiere Datacenter di grosse dimensioni: 10MW/h una cittadina
Green Computing Energia elettrica come limite di scalabilità: Problemi dei gestori della rete elettrica Aumento della richiesta energetica: 8-10% l'anno Limite dei costi Nei prossimi anni il 50% dei datacenter avrà problemi di approvigionamento
Green Computing I costi dell'energia elettrica: KWh KWh
Cloud Computing Modello pay-as-you-go Vantaggi: Astrazione sui dettagli dell'implementazione Focalizzazione solo sul proprio software No alti investimenti iniziali per un progetto No predizione di popolarità Illusione di infinite risorse di calcolo Tecnologia Green: uso di thin client (5-30W vs. 150W), vecchi computer, remote computing,...
Cloud Computing Architettura della Cloud Facility: Server in rack interconnessi con switch Ethernet (locale e datacenter) Il sistema energetico: Elettricità in ingresso (10-20KV) Commutata a 400-600V UPS PDU
Cloud Computing
Cloud Computing RACK
Cloud Computing UPS
Cloud Computing UPS
Cloud Computing PDU
Cloud Computing CRAC
Cloud Computing CRAC
Cloud Computing Il sistema di raffreddamento: Piano rialzato con mattonelle perforate Unità CRAC Uso di corsie calde e corsie fredde Raffreddamento libero Raffreddamento a liquido Soluzioni basate su container
Cloud Computing
Cloud Computing Container
Cloud Computing Container
Cloud Computing Container
Cloud Computing Container
Problemi energetici Efficienza energetica: PUE = Energia totale richiesta / Energia richiesta dal comparto IT DciE = (Energia richiesta dal comparto IT / Energia totale richiesta) x 100%
Miglioramento energetico
Problemi energetici Sorgenti di perdita di efficenza UPS (10-15%) Lunghezza dei cavi (1-3%) Carico dei server Cattiva proporzionalità energetica
Problemi energetici Proporzionalità energetica
Problemi energetici Carico dei server
Miglioramento energetico Soluzioni fisiche
Miglioramento energetico Soluzioni fisiche Aumento temperatura (da 20 a 25-27 C) 20-40% di risparmio
Miglioramento energetico Soluzioni fisiche Aumento temperatura (da 20 a 25-27 C) 20-40% di risparmio Raffreddamento a liquido: capacità termica 4000 volte
Miglioramento energetico Soluzioni fisiche Aumento temperatura (da 20 a 25-27 C) 20-40% di risparmio Raffreddamento a liquido: capacità termica 4000 volte Corsie fredde e calde
Miglioramento energetico Soluzioni fisiche Aumento temperatura (da 20 a 25-27 C) 20-40% di risparmio Raffreddamento a liquido: capacità termica 4000 volte Corsie fredde e calde
Miglioramento energetico Soluzioni fisiche Aumento temperatura (da 20 a 25-27 C) 20-40% di risparmio Raffreddamento a liquido: capacità termica 4000 volte Corsie fredde e calde Evitare hot-spots
Miglioramento energetico Soluzioni fisiche Aumento temperatura (da 20 a 25-27 C) 20-40% di risparmio Raffreddamento a liquido: capacità termica 4000 volte Corsie fredde e calde Evitare hot-spots Costruire il datacenter in punti della terra più freddi Nazione $cent / KWh USA 6 Francia 5 Spagna 9 UK 13 Germania 8 Italia 24 Cina 6 Giappone 12 Sud Africa 2 Alaska 13
Miglioramento energetico Soluzioni software
Miglioramento energetico Soluzioni software Virtualizzazione
Miglioramento energetico Soluzioni software Virtualizzazione Load balancing: Freon
Miglioramento energetico Soluzioni software Virtualizzazione Load balancing: Freon Sleep di server: Muse
Confronto casi di studio Microsoft Azure: Studio di differenti tecnologie per miglioramento energetico (Joulemeter) Design modulare per ovviare al carico basso Team consapevoli dell'efficienza Refrigerazione: liquido e aria Container
Confronto casi di studio Google App Engine: Alte temperature (27 C) Raffreddamento libero (Belgio) UPS da 12V DC Container Progetti per fonti energetiche alternative
Conclusioni PUE Medio: 2.0-2.5 Ottimale: 1.0 Sviluppi futuri Problemi aperti: hardware software
Grazie per l'attenzione References Tesi: http://amslaurea.cib.unibo.it/1181/ E-mail: alex@the-root.org