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Cómo reducir la factura energética y proteger el medio ambiente sin nuevos y costosos proyectos ecológicos
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Muchos departamentos de TI hacen frente a la difícil coyuntura económica suspendiendo las denominadas iniciativas “ecológicas” y concentrándose en las medidas de ahorro inmediato. Es una equivocación, porque un centro de datos ecológico es un centro de datos económico.
La administración ecológica del centro de datos no conlleva la implementación de grandes y costosos proyectos que sólo arrojan rentabilidad al cabo de unos años. En Sun, hemos aprendido que se pueden hacer muchas cosas —con pocos gastos y una participación reducida del personal— para mejorar los resultados económicos y proteger al mismo tiempo el medio ambiente.
Energía, CO2 y costo: todo está relacionado
La gestión ecológica del centro de datos depende principalmente del uso eficiente de la energía, porque al reducir el consumo, también se reducen los gastos y las emisiones de CO2.
La administración ecológica del centro de datos no conlleva la implementación de grandes y costosos proyectos que sólo arrojan rentabilidad al cabo de unos años.
Existe una relación directa entre los sistemas y el CO2, aunque la mayoría de los usuarios finales de servicios computacionales no son conscientes de ello. Cada vez que alguien hace una búsqueda en Google, consulta direcciones en Mapquest o utiliza Twitter.com, provoca una pequeña emisión de CO2 a la atmósfera. Cada mensaje de correo electrónico, procedimiento médico, llamada de teléfono, nómina, compra online, billete de avión y pago electrónico requiere la intervención de uno o varios centros de datos. Todos los sistemas utilizan energía, y su producción genera CO2. Multiplique el número de interacciones y transacciones individuales por miles de millones: el costo en términos de infraestructura, energía e impacto medioambiental de los centros de datos es enorme.
Por eso la necesidad de mayor eficiencia energética en el centro de datos crece rápidamente. En el mundo, se prevé que el consumo total de energía de los centros de datos se duplicará entre 2005 y 2010. La duplicación del consumo de los servidores equivaldría a la capacidad de 10 centrales eléctricas adicionales de 1000 megavatios. En la actualidad, según la firma de análisis IDC, se gastan unos 50 centavos de energía por cada dólar de hardware, cifra que aumentará un 54%, hasta 71 centavos, durante los próximos cuatro años.
Hay muchas razones para reducir el consumo energético del centro de datos. La cuestión es cómo conseguirlo. La respuesta se obtiene al analizar detenidamente dicho consumo.
¿Dónde se consume la energía en el centro de datos?
Los servidores y sistemas de almacenamiento no son los únicos elementos que consumen energía en el centro de datos: por lo general, los equipos de refrigeración utilizan tanta energía como los propios sistemas. Considere además los gastos de iluminación, la pérdida de distribución de energía y otros factores, y comprobará que los equipos de TI no son los mayores consumidores. El diagrama siguiente lo explica.
Cada tipo de uso de energía representa una oportunidad para reducir el consumo total y las emisiones de CO2, por lo que es importante considerarlos todos ellos.
Empezando por la parte inferior de la imagen, el centro de datos necesita iluminación porque hay personas trabajando en él. A continuación, una importante línea eléctrica entra en el edificio y se conmuta. Dado que muchos centros de datos son de misión crítica y que el suministro de la compañía eléctrica no es totalmente fiable, se utiliza una fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) como sistema de reserva. Por último, la energía pasa por unidades de distribución de energía (PDU) que la distribuyen a los racks de equipos. Estos sistemas reciben la energía, la convierten a otras tensiones (con cierta pérdida durante el proceso) y la suministran a los componentes. La mayor parte de la energía se convierte en calor, con escaso ruido y vibración mecánica.
Para eliminar el calor generado por los sistemas, necesitamos acondicionadores de aire (CRAC) y enfriadores industriales. También necesitamos humidificadores, porque el proceso de acondicionamiento del aire elimina la humedad. Si se considera todo el conjunto, ¡los propios equipos de TI sólo consumen un tercio de la energía! En otras palabras, cada vatio que consume un equipo de TI necesita dos vatios adicionales.
Eliminar la ineficiencia
Una vez que se comprende el consumo de energía en el centro de datos, se pueden adoptar medidas para utilizar la energía con mayor eficiencia en distintos frentes. Las siguientes medidas concretas son ejemplos basados en la experiencia de Sun en la explotación y gestión de centros de datos corporativos de todo el mundo.
- Seleccionar los sistemas que sean inherentemente más eficientes. Si puede ahorrar unos vatios en los sistemas instalados, ahorrará los vatios adicionales que serían necesarios para la refrigeración o que perderían durante el proceso de distribución. Las tecnologías chip multi-threading (CMT), los discos duros de menor velocidad y la tecnología de apagado automático son opciones que permiten reducir el consumo de los sistemas del centro de datos.
- Utilizar sistemas de clasificación energética para calcular el consumo de energía. Los modelos de clasificación energética, como Energy Star, 80 Plus, EPEAT o Climate Savers Computing, se utilizan desde hace años en los sistemas de escritorio. Ahora, Sun y otras empresas han creado calculadoras de consumo de energía cada vez más precisas que permiten estimar el consumo energético de configuraciones concretas de servidores. Estas calculadoras ofrecen comparaciones entre productos de distintos fabricantes, y también pueden ayudar a dimensionar equipos tales como las PDU y los CRAC (lo cual es importante para evitar ineficiencias importantes).
- Consolidar siempre que sea posible. Sigue siendo frecuente encontrar índices de utilización de sistemas del 10 al 15 por ciento en los centros de datos corporativos. Sin embargo, los servidores se acercan a su consumo máximo tanto si su carga de trabajo es del 15 como del 80 por ciento. La virtualización y otras técnicas permiten consolidar muchos de estos sistemas, incluso aquellos que ejecutan las cargas de trabajo más críticas. Un proyecto iniciado recientemente por Sun consolidará 1,185 servidores en sólo 90 mediante técnicas de virtualización, lo que permitirá recuperar la inversión en un año sólo con el ahorro energético.
- Buscar una distribución más eficiente de la energía. Un estudio patrocinado por Lawrence Berkeley Labs y Sun examina nuevas formas de mejorar la eficiencia de la distribución de energía de alta tensión y compara la alta tensión CA y CC con el ahorro potencial de cada una de ellas. Las primeras estimaciones indican que la CC de alta tensión podría ahorrar entre el 5 y el 7 por ciento con respecto a su equivalente CA, pero el ahorro más importante se consigue al pasar a la alta tensión en general. Los clientes y fabricantes también intentan minimizar el número de conversiones de energía necesarias entre el punto de entrada de la red y los equipos.
- Soluciones creativas de refrigeración. La refrigeración se ha convertido en un campo fundamental de innovación. Los clientes y fabricantes estudian nuevas opciones, como la integración directa de la tecnología de refrigeración en los racks de servidores, incluso utilizando simplemente ventiladores de velocidad variable en lugar de velocidad fija y mejorando el uso del aire frío externo (refrigeración por aire fresco). El horizonte es la "refrigeración libre", una nueva generación de servidores fabricados para resistir condiciones mucho más duras y que no necesitarán soluciones tradicionales de refrigeración. Los últimos sistemas de Sun están muy cerca de conseguirlo. Con una temperatura de entrada admisible de hasta 30 grados centígrados, la nueva generación de servidores puede utilizar el aire exterior las 24 horas del día en la mayoría de los casos. Sun también investiga en el campo de la refrigeración líquida, que podría representar un avance muy importante.
- Dar un paso más para mejorar la eficiencia del código. Menos código y mayor eficiencia en la ejecución significan la reducción del número de ciclos de CPU necesarios para procesar las cargas de trabajo. En el caso de las grandes granjas de servidores, una mejora de eficiencia del 10 por ciento puede reducir un 10 por ciento el número de máquinas y, por consiguiente, el consumo de energía. Impulse a los ingenieros de software a minimizar el código y maximizar la eficiencia de ejecución siempre que sea posible.
- Actualizar la tecnología con regularidad. La curva de mejora de la tecnología de cómputo sigue siendo exponencial. Si se combinan además los nuevos avances tales como los estados de energía, la actualización de los equipos más antiguos suele conllevar un ahorro de energía suficiente para financiar el proyecto.
Sun: nos guía el ejemplo
Sun sigue investigando toda oportunidad imaginable de reducir el consumo energético de sus sistemas y maximizar la eficiencia del centro de datos. Nuestra propia experiencia indica lo significativos que pueden ser los resultados de las iniciativas de ahorro de energía.
Sun creó recientemente nuevos centros de datos de alta eficiencia energética en el Reino Unido, India y Estados Unidos para comprimir un total de 152 centros de datos (19,000 metros cuadrados) en 14 nuevos centros (7,000 metros cuadrados). El resultado fue una reducción del 60 por ciento del consumo total de energía, con un ahorro de 860,000 dólares durante los nueve primeros meses. Los nuevos centros de datos también redujeron las necesidades de reforma y ampliación de las instalaciones existentes, evitando un costo de 9 millones de dólares. Según Dean Nealson, director de diseño de laboratorios y centros de datos globales de Sun, las nuevas instalaciones permitirán una reducción anual de 3,227 toneladas de emisiones de carbono.
Sun también lidera el sector en el diseño de productos eco-responsables capaces de reducir los efectos negativos para el medio ambiente sin sacrificar el rendimiento, la escalabilidad ni la fiabilidad. Este enfoque no se limita a nuestros productos: también se aplica a nuestros servicios. Seguiremos ampliando nuestra gama de servicios para ofrecer importantes ventajas de costos a los clientes, pero sin olvidar el medio ambiente, porque es algo que tiene un claro sentido para todos los implicados en el proceso.
Por ejemplo, las soluciones Eco Innovation y Virtualization de Sun ayudan a los clientes de todo el mundo a reducir el impacto de las TI en el medio ambiente. Con tecnologías y servicios innovadores, unidos a una filosofía de compromiso con la ecología en las TI, Sun ofrece a los clientes una vía clara y factible para reducir los costos energéticos y el impacto en el medio ambiente.
Sun también ha establecido objetivos concretos de eco-eficiencia para cada producto que se alcanzarán durante los próximos años:
- En comparación con 2003, Sun tiene la intención de ofrecer nuevos productos con un rendimiento 30 veces superior, la décima parte de consumo energético y la mitad de generación de calor.
- Implementaremos una arquitectura de TI basada en clientes ligeros, donde el proceso tiene lugar en la red, en todas las instalaciones de Sun para reducir drásticamente el consumo de energía y materiales.
Le invitamos a conocer mejor los esfuerzos que realiza Sun para reducir el consumo de energía del centro de datos y sacar adelante sus iniciativas. La eco-eficiencia del centro de datos no tiene por qué ser cara, complicada ni tediosa para el personal. Descubrirá que traducirla en resultados y beneficios resulta mucho más sencillo de lo que pensaba.
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