NetApp ha elaborado un “Decálogo Verde” en el que recoge su propia experiencia en la construcción de sistemas de alta eficiencia energética para sus centros de datos.
En agosto de 2007, la Agencia de Protección Medioambiental (EPA) de Estados Unidos elaboró un informe para el Congreso en el que subrayaba la necesidad de aunar esfuerzos para reducir el consumo energético en los centros de datos, que actualmente contabilizan aproximadamente 7 giga watios en los períodos puntas de carga sobre la red eléctrica, lo que equivale a la producción de unas 15 plantas de generación de electricidad. Si continúa la tendencia actual, esta demanda superará los 12 GW en 2011, lo que exigirá la construcción de 10 nuevas plantas eléctricas sólo para atender el crecimiento de los centros de datos.
Tal y como informa la propia empresa, gracias al esfuerzo del equipo multidisciplinar de NetApp, la compañía ha sido capaz de eliminar ineficiencias en todos sus sistemas TI e instalaciones, para adaptarse al crecimiento y prolongar la vida de los centros de datos logrando ahorros energéticos que la EPA establece como objetivos para los centros de datos en 2011.
El Decálogo Verde de NetApp para los centros de datos incluye los siguientes pasos:
1.- Medir para controlar. Una vieja máxima en la eficiencia operacional indica que “no puedes controlar lo que no puedas medir”. Para medir el consumo eléctrico en los centros de datos, deben tenerse en cuenta los servidores y sistemas de almacenamiento, simulando cargas de trabajo típicas e identificando problemas de potencia, también en las enfriadoras y sistemas de iluminación.
2.- Virtualizar y consolidar los sistemas TI. Puesto que los servidores y el almacenamiento suponen el 50% del consumo eléctrico total, estas áreas son lugares lógicos en los que buscar ahorros energéticos. La virtualización de servidores puede alargar significativamente la vida de un centro de datos, al generar notables ahorros de espacio y consumo de electricidad y refrigeración. Los mismos ahorros son aplicables a la virtualización del almacenamiento: menos sistemas de almacenamiento más grandes proporcionan más capacidad y una mejor utilización, lo que resulta en menos espacio, electricidad y refrigeración.
3.- Gestionar los datos. El volumen medio de discos UNIX® o Windows® contiene miles o incluso millones de objetos de datos duplicados. Cuando estos objetos son modificados, distribuidos, copiados y archivados, los objetos de datos duplicados se almacenan doblemente. El resultado final es un uso ineficaz de los recursos de almacenamiento y una energía malgastada para su funcionamiento. Para reducir los requisitos de almacenamiento bruto y eliminar los datos duplicados en nuestros sistemas, utilizamos tecnologías propias como Snapshot™, FlexClone®, la deduplicación Advanced Single Instance Storage (A-SIS), FlexVol®, y RAID-DP™.
4.- Eliminar la sobre refrigeración de los sistemas. La mayoría de centros de datos refrigeran los equipos basándose en las recomendaciones de carga de potencia de los fabricantes, unas estimaciones basadas normalmente en condiciones de cargas punta. En el caso de NetApp, hallamos que la potencia de carga razonable para nuestras circunstancias era entre un 30% y un 40% más baja que la estimada por el fabricante. Una vez desplegados nuestros sistemas, monitorizamos la utilización de potencia rack por rack y balanceamos las fases según necesitemos. Al ajustar constantemente nuestros sistemas de refrigeración, recortamos la cantidad de energía malgastada. También ahorramos energía utilizando mecanismos de frecuencia variable en nuestros aparatos de aire. Los sensores monitorizan continuamente las temperaturas y las velocidades de los ventiladores se ajustan automáticamente para incrementar las velocidades del aire en las áreas más calientes y reducirlas en las áreas más frías. Una reducción del 50% en la velocidad del ventilador da como resultado una reducción del 87% en el consumo eléctrico.
5.- Emplear la física en la distribución del centro de datos. Diseñamos nuestros centros de datos para beneficiarnos de un principio fundamental de la física: el aire caliente va hacia arriba y el aire frío hacia abajo. Al enviar el frío hacia arriba desde el suelo, vieja fórmula aplicada en los centros de datos con falsos suelos, se requiere una energía extra. Por tanto, en lugar de suministrar el flujo de aire desde el suelo, ponemos una cortina de aire frío que desciende en frente de las máquinas. El aire frío discurre hacia las máquinas y sale por detrás mientras el aire caliente, que de forma natural asciende hasta el techo, es descargado hacia fuera. Para mantener el respiradero de una máquina al margen de la calefacción de otra máquina, colocamos nuestros racks frente a frente y espalda con espalda. Esta disposición, denominada “pasillo caliente/ pasillo frío” se ha convertido en una “mejor práctica” para el diseño de los centros de datos debido a su eficiencia energética.
6.- Mejorar continuamente la contención del calor. Para aislar el calor, utilizamos cortinas de vinilo –similares a las que se utilizan en las cámaras frigoríficas- al final de los pasillos calientes y alrededor del sistema de refrigeración sobre los racks. El vinilo se derrite a 120ºF, permitiendo que las cortinas se caigan antes de que los rociadores se hayan accionado, por lo que no estorbarán en la supresión del fuego. Estimamos que las cortinas nos ahorrarán un millón de kWh al año sólo en nuestro centro de datos de Sunnyvale.
7.- Maximizar la refrigeración natural. En el diseño del centro de datos, debe contemplarse la utilización del aire exterior para la refrigeración. Cuando la temperatura externa es más baja, los humidificadores se abren automáticamente y los flujos de aire del exterior circulan por el sistema de refrigeración. Cuando el aire externo es más caliente, los humidificadores se cierran y el equipo es refrigerado con las enfriadoras. La refrigeración natural nos ha permitido ahorrar en un año un millón y medio de dólares en costes energéticos.
8.- Minimizar las pérdidas de conversión eléctrica. Frente a las baterías ácidas utilizadas tradicionalmente en los centros de datos para almacenar electricidad que será utilizada en caso de un fallo en la red, NetApp utiliza UPSs cinéticos que almacenan la energía en movimiento. La eficiencia energética alcanza así el 97,7%.
9.- Aprovechar el calor. La generación distribuida de electricidad reduce los costes de potencia y la cantidad de electricidad perdida en la transmisión. Empleamos además la cogeneración, que supone una utilización termodinámica eficiente del combustible y nos ha permitido ahorrar 300.000 dólares en un año. La producción eléctrica a menudo genera grandes cantidades de calor malgastado, mientras que la cogeneración aprovecha plenamenet esta energía.
10.- Monitorizar y afinar constantemente los sistemas. El centro de datos debe medirse en el nivel de rack (watios por rack) para lograr una verdadera eficiencia energética.
