Green IT PierGiorgio Malusardi IT Pro Evangelist Microsoft Italia
Spegnete le luci di casa? Bulbo da 100 W, 24h per 365 giorni: Usandolo solo dalle 18.00 alle 24.00: 876 KWh 219 KWh Riduzione dei costi (0,15 per KWh): Risparmio id circa 97 / anno / per bulbo
IT, energia e costi sono legati forse più di quanto pensiate. Sapete quanro costa l energia per il vostro dipartimentoi T? Per ogni Gartner speso dice in circa server, il 4% dovete 7% del aggiungere vostro da 15-30c budget! per raffreddamento e energia! L energia è un criterio di acquisto per il vostro IT? Pensate Lo è per che l auto, il la costo lavatrice, dell energia la lavapiatti diminuirà e l IT? o crescerà nel futuro?? Germania: costo aumentato del +37% in 6 anni Potrebbe radoppiare ancora nei prossimi 5?
L'energia è consumata da Dischi Server nei datacenter e raffreddamento Apparati di rete Stamp anti Desktop e laptop Server dipartimentali
Qualcosa che dovreste sapere sui datacenter 2006 (USA): 60 Mrd KWh (1,5% dell energia elettrica totale), più di tutte le TV a colori! Oltre a server e network, c è il raffreddamento Spesso 1,5 volte l energia normale necessaria US Env. Protection Agency (EPA) report 8/2007
Un tipico datacenter consuma in questo modo 1: Computer room air conditioner 2: Power distribution unit Sorgente: the green grid, Guidelines for energy-efficient datacenters http://www.thegreengrid.org
Risorse sono usate in un datacenter 177.000.000 kw-hr di Elettricità 15.900.000 litri di acqua 77.000 Kg di ramo 10.500 Kg di piombo 16.500 Kg di plastica 36.500 Kg di alluminio 6.000 Kg di stagno 187.500 Kg di acciaio 32.000.000 kw-hr di energia primaria *10 anni di vita; Tier 4; Power, Cooling, Racks e equipaggiamenti IT, non include Costruzioni, include 2 aggiornamenti IT (sorgente: APC MGE)
Quando si crea una datacenter si deve Creare una mappa del riscaldamento Dettaglio delle potenza richiesta per rack, aisle, device Modificarla per tener conto dell uso dei nuovi blade Meno potenza usata rispetto ai server (12-34%) ma più calore per rack (fino al 20%) Il bilancio totale dell energia può essere negativo se non correttamente progettato
Solo quello che si misura si può correggere (esempio: HP) HP power management Misure, report e controllo Report sull uso di potenza, temperatura, uso di CPU Programmazione e policy di emergenza, esportazione di dati, archiviazione dei dati
Ci sono delle best practice Sorgente: the green grid, Guidelines for energy-efficient datacenters http://www.thegreengrid.org Disegno dei datacenter (fino a 50% risparmio) Effetto maggiore che l efficienza dei device Disegno di pavimenti e soffitti Configurazioni Hot-aisle/cold-aisle Localizzazione dei sistemi di ventilazione La fluido dinamica aiuta a posizionare i ventialtori Infrastruttura fisica correttamente dimensionata Potenzialmente fino al 50% del costo Illuminazione efficiente Ricordate I bulbi? (La luce scalda!)
Server più potenti nel tempo, ma richiedono più raffreddamento Spesa (US$B) $120 $100 $80 $60 $40 $20 $0 Spesa per nuovi server Energia e Raffreddamento 1996 19971998 19992000 20012002 2003 20042005 20062007 20082009 2010 Base installata (M Unità) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
Il singolo server è solo un pezzo del puzzle energetico Media per 1server: 420 W* Blade server: 275 W* Server dipartimentale: 163 W* *Vendor information, average of comparable models Quanti server possedete? 2M server venduti nel 2 Q 2007 (IDC) 4M server nei datacenter commerciali USA Clienti SMB: +30 in media Remember: all server energy must be doubled ( cooling energy in your data center!)
All'interno di un server l'energia è spesa in CPU 46% La gestione della potenza del processore e il suo miglior utilizzo sono le migliori opportunità di risprmio Sorgente: Intel Server Products Power Budget Analysis Tool http://www.intel.com/support/motherboards/server/sb/cs-016976.htm
La CPU consuma molto, ma è facile indirizzare il problema: gestione della potenza Usata da anni nei laptops (Intel iniziò nel 2000) Server con questa capacità sono oggi la maggior parte Offre cosiderabili risparmi energetici con effetti minimi sulle performance e sulla responsiveness Modifica dello stato in base al carico Gestita dal sistema operativo Pienamente supportata da indows Windows Server 2003 Windows Server 2008
Consentire all OS di usare i diversi (p-) stati del processore al volo fly Esempio: Processor state power policy Nota: è la policy di default in Windows Server 2008 Maximum Processor State Minimum Processor State
Possibile vedere i p-state in Perfmon
Oltre ai P-Stati (freq) esistono i c-modes (arresto del processor e per tempi definiti) Tipo Max P (W) Freq. (GHz) Min P (W) Freq. (GHz) C1E mode (W) Athlon 64x2 65 1,8 34,6 1 12,5 Athlon 64x2 5600+ 89 2,6 29,2 1 9,8 Celeron 430 35 1,6 1,2 8 Core2Duo E6600 65 2,4 1,6 22 Core2Duo T7200 34 2 20 1 7,3 Pentium D 940 95 3,2 2,4 60 Numbers are mainly best guess estimations.
Quindi: scegliete con saggezza la CPU Una combinazione di funzioni Xeon 5X00 SKU Tutti I processori: 64-bit / Dual-core / 4M L2 cache / Intel VT Xeon serie 5100 Intel Xeon Processor 5160-3.00 GHz / 1333MHz FSB / 80W Intel Xeon Processor 5150-2.66 GHz / 1333MHz FSB / 65W Intel Xeon Processor 5148-2.33 GHz / 1333MHz FSB / 40W Intel Xeon Processor 5140-2.33 GHz / 1333MHz FSB / 65W Intel Xeon Processor 5130-2.00 GHz / 1333MHz FSB / 65W Intel Xeon Processor 5120-1.83 GHz / 1066MHz FSB / 65W Intel Xeon Processor 5110-1.60 GHz / 1066MHz FSB / 65W Xeon serie 5000 Intel Xeon Processor 5080-3.73 GHz / 1066MHz FSB / 130W Intel Xeon Processor 5060-3.20 GHz / 1066MHz FSB / 130W Intel Xeon Processor 5050-3.00 GHz / 667MHz FSB / 95W
Cosa si può ottenere con queste combinazioni? Misurazione unica della potenza onboard (HP DL380 G4) 20% -5% % di riduzione di potenza Riduzione di potenza Perdita di Performance % di perdita di Performance CPU load 80% 12% di risparmio di potenza al 50% CPU Esempio: ProLiant DL380 G4 che esegue applicazioni database Risparmio di potenza CPU = 298 KWh Risparmio di potenza di raffreddamento= 447 KWh ~745 KWh annuni risparmiati per server
Molto semplice implementare queste impostazioni su server che le supportano
100% 90% Watts (% of maximum) 80% 70% 60% 50% 40% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Workload (% of maximum throughput) Windows Server 2003 Windows Server 2008.risparmio energetico del 10% o più di Windows Server 2008 rispetto a Windows Server 2003 a livelli comparabili di performance.
Risparmi potenziali sui server (sommario) Scegliere hardware efficiente (fino a 20%) Attivare le funzioni software (altro 12-20%) 2 M server venduti nel Q2-07. Assumendo un 50% con Windows. Se ciascuno risparmiasse il 12%: 420 GWh salvato ogni anno! Anche per i clienti più piccoli, il risparmio è misurabile: 30 server x 24h x 365 = 105,120 KWh Risparmio dell energia di 3-4 server (12%) Non sono inclusi I risparmi per il raffreddamento!
Possibile risprmiare energia anche sui client Device Off (W) Sleep (W) Idle (w) Use (w) Business PC 2-3 (8) 3-4 (8) 50-60 100-120 Barebone 2,5-5 3-4 (8) 50-60 -300 Laptop <1 <1 15-30 30-50 High end graphic card 50-80 200-240 Vendor information, average about several models I vostri PCs sono accessy 24/7? Perché?
I client consumano in modo diverso dai server The Battery Life Challenge - Balancing Performance and Power (Intel Corporation) http://onlinetoolkit.intel.com/docs/busi/extendingbatterylifewp.pdf
Sieti sicuri che gli utenti spengano i PC quando non li usano? Non posso spegnere il PC per motivi di gestione SC Configuration Manager 2007 ha WakeOnLAN (c è un add-ons anche per SMS) Non è necessario spegnere i PC Da Windows 2000: Standby e ibernazione Lo sleep mode di Windows Vista è più efficiente Unico modo (utenti non confusi) Sui desktop: modalità ibrida (creato file di ibernazione just in case ma ripristino prima di tutto dalla RAM)
Con Windows Vista, c è altro ancora Gestione completa via Group Policy Le impostazioni di default salvano già energia Personalizzare per le vostre necessità Sleep mode ha tempi di ripristino più rapidi che l ibernazione (media. <2s contro 10s) Più accettabile dall utente Usatelo come screen saver! Come per i server, risparmiate potenza di CPU Salvate energia per HD, USB, WLAN PCI-E e monitor! http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/optimize_power.mspx
Un po' di matematica per i PC: Idle (W) Sleep(W) Savings (W) Media dei PC Pentium IV 67,3 3,3 64,0 Media dei monitor CRT 17 61,2 1,8 59,4 Media dei monitor LCD 17 35,3 2,3 33,0 Risparmio in KWh Con 0,15 /KWh, il risparmio è 114 o 88,5 / PC / anno Ore/anno: 24h x 365 = 8.760 h Ore lavorative/anno: 10h x 5 x 52 weeks = 2.600 h Ore di non uso/anno: 8.760 h 2.600 h = 6.160 h Per 500 PC: 57000 / 44250 Per 1000 PC: 114000 / 88500 Risparmi energetici potenziali Idle vs. sleep: Risparmio / anno (idle) Risparmio / anno (sleep) Risparmio annuo (sleep vs idle) P4 con CRT 791,56 31,42 760,14 P4 con LCD 632,02 34,5 597,52
Se riassumiamo le opzioni: Usando impostazioni software in Windows Risparmio ~12% per server (~420 KW per anno) 2 M server venduti in Q2 2007 Risparmio 600 KWh per client (sleep vs. idle) 40 M Windows Vista venduti in H1 2007 I soldi non sono tutto ciò che si risparmia
Ci sono anche risparmi ambientali! Per SMB (30 server, 500 PC), può essere Server e client possono risparmiare 321000 KWh/anno = 48150 /anno. ( Per 312600 KWh di energia sprecata sono necessari 350000 m 2 di alberi per ridurre la CO 2 0,2-0,4t CO 2 per 1,000KWh (gas/ carbone), Questa CO 2 è l equivalente di 53 auto in più sulle strade (12,000 KM /anno con auto che rispettano le normative EU : 130g CO 2 ; per km)
Un framework per un architettura verde
Business Regolamentazione Carbon footprint Uso di energia Inquinamento Area delle metriche Architettura in 3D Esperienza dei clienti Esperienza dei dipendenti Esperienza dei partner Esperienza del pubblico Operazioni IT Operazioni di Business Area degli impatti Piattaforma client Piattaforma di comunicazione Piattaforma operazioni esecutive Piattaforma di gestione Piattaforma di comunicazione Facilities Area tecnologica
I server sono usati in media 10-20% della loro potenzialità Spreco di energia Inutile La virtualizzazione produzione di consente calore -> di energia ridurre di raffreddamento il numero di server usati e di sfruttare al meglio le loro risorse Spreco di spazio. Spreco di energia per la produzione dei server
Architettura di Hyper-V Hypervisor monolitico Più semplice di un kernel moderno Ancora molto complesso Ha un proprio modello di device driver Hypervisor a microkernel Semplici funzioni di partizionamento Aumento di stabilità Minima superficie di attacco Assenza di codice di terze parti Driver eseguiti nelle partizioni VM 1 Admin VM 2 Hypervisor Drivers Drivers VM 3 VM1 Admin Virtualization Stack Driver Drivers Drivers VM 2 ( Child ) Driver Drivers Drivers Hypervisor VM 3 ( Child ) Driver Drivers Drivers Hardware Hardware Hypervisor monolitico Hypervisor a microkernel (Hyper-V)
Architettura di Hyper-V Partizione parent Partizioni child Fornito da: Windows Server Virtualization ISV / IHV / OEM Citrix VM Worker Processes WMI Provider VM Service Applicazioni Applicazioni Applicazioni Ring 3 Windows Server 2008 (Core Server) Kernel Windows VSP Windows Server 2003-2008 Kernel Windows VSC Sistema operativo legacy Kernel Kernel Linux con Xen Linux VSC Hypercall Adapter VMBus VMBus Emulazione VMBus Ring 0 Hyper-V Hardware Designed for Windows Server
Caratteristiche di Hyper-V Hyper-V Hypervisor Micro-Kernel Host e Guest x64 Si SMP Si (fino a 4-vie) RAM Massima per i Guest 64 GB RAM Massima per l Host 2TB Numero massimo di CPU Host 16 Quick Migration Inclusa Gestione Integrata: fisica e virtuale Installabile su Server Core Si
Consolidazione usando la virtualizzazione 350 350 300 300 250 250 Watts Watts 200 200 150 150 Physical Physical Virtual Virtual 100 100 50 50 0 0 DC + EXCH IIS 2 DC + (EXCH 2) DC + EXCH IIS 2 DC + (EXCH 2)
Virtualizzazione: la visione di Microsoft Dal Desktop al Datacenter Profile Virtualization Redirezione dei documenti Offline files Server Virtualization Presentation Virtualization Management Desktop Virtualization Application Virtualization Windows Vista Enterprise Centralized Desktop
Usiamo tutti gli strumenti di virtualizzazione Pre Consolidamento Tre server con Terminal Services. Un server dedicato ad una applicazione che destabilizza le altre. Post Consolidamento (Approccio Standard) I server Terminal Services non sono più legati strettamente all HW: incremento di agilità e scalabilità Molte connessioni a TS gestite da un unica VM. Diminuisce la complessità e aumenta la scalabilità. L applicazione legacy richiede ancora una VM dedicata per non impattare le altre applicazioni Non si sono raggiunti tutti i benefici possibili. Consolidamento con Microsoft Application Virtualization MS Application Virtualization può essere usato per rimuovere i problemi di complessità e isolamento. Utenti finali beneficiano dell aumento di flessibilità e semplicità. IT ha meno VM con diverse configurazioni da gestire. La scalabiltà è gestita creando più istanze di un unica VM all purpose. http://blogs.technet.com/pgmalusardi
Il futuro: il datacenter dinamico Gestione
Quali possono essere i prossimi passi Scoprite il consumo di energia del vostro IT Server, desktop, laptop (per modello?) Raffreddamento e costo dei data center (come parte del totale) Analizzate i vostri data center Forse un ridisegno può ridurre i costi di raffreddamento? Considerate il consumo energetico come uno dei criteri di acquisto Sentite I vostri venditori di HW Considerate le funzioni SW disponibili Windows Vista, Windows Server 2003/2008 e virtualizzazione
Risorse WinHEC 2007 Windows Server Power Management http://download.microsoft.com/download/a/f/d/afdfd50d-6eb9-425e-84e1-b4085a80e34e/svr- T327_WH07.pptx White Paper Processor Power Management in Windows Vista and Windows Server 2008 http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/procpowermgmt.mspx How to Enable Processor Power Management in Windows Server 2003 http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/w2k3_procpower.mspx Windows Vista Energy Conservation http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/vistaenergyconserv.mspx Energy Efficiency Best Practices in MS Datacenter Operations http://download.microsoft.com/download/a/7/b/a7b72ab1-ca17-4589-923a- 83b0ff57be6d/Energy-Efficiency-Best-Practices-in-Microsoft-Data-Center-Operations- CeBIT.doc L organizzazione Green Grid http://www.thegreengrid.org