Guía informativa para la optimización de la eficiencia energética del centro de datos moderno

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1 EL RECURSO INFORMATIVO PARA LA INDUSTRIA DE CENTROS DE DATOS Guía informativa para la optimización de la eficiencia energética del centro de datos moderno Bill Kleyman, Arquitecto en centro de datos, servicios en la nube y virtualización Junio 2013 Por

2 Resumen El centro de datos moderno ha cambiado. Hay nuevas demandas con respecto a la computación en la nube, big data y eficiencia energética en infraestructura. Además, este cambio está siendo impulsado por más usuarios, más datos y aún más en la confianza del mismo centro de datos. Con las tecnologías de la nube y el crecimiento acelerado en los datos que encabezan muchas categorías tecnológicas trabajar con las tecnologías adecuadas es más importante que nunca. Los administradores de sistemas deben saber dónde está asignadas las demandas de energía y como optimizar esos recursos. Este documento trata de las consideraciones clave para la optimización y administración del centro de datos, así como utilizar mejor la energía. Introducción Hay una revolución sucediendo en el entorno del centro de datos. A los administradores de sistemas se les ha encargado mucho más al tiempo que deben de mantener los niveles de eficiencia óptimos. La utilización de energía en el centro de datos ha crecido globalmente. De hecho, IDC reporta que el consumo de energía por servidor crece en 9% por año debido al incremento en el rendimiento que requiere más energía. A medida que más organizaciones colocan sus ambientes en el centro de datos, la eficiencia energética y la administración del centro de datos se vuelve extremadamente importante por varias razones. Los administradores del centro de datos no solo trabajan para reducir costos también trabajan para minimizar la sobrecarga en la administración y mejorar la agilidad de la infraestructura. El aumento en los costos de energía, las necesidades alrededor de la eficiencia energética, big data y el aumento de la densidad de cómputo son el motor para que los administradores del centro de datos ahorren electricidad y obtengan el máximo provecho de los recursos. Recuerde, muchas organizaciones están buscando activamente plataformas de cómputo en la nube públicas o híbridas para satisfacer las demanda de big data y la densidad de cómputo. Al crear optimizaciones para su centro de datos es importante utilizar tecnologías que puedan satisfacer las necesidades de su ambiente. No solo existen herramientas que mejoran el proceso de administración de la infraestructura del centro de datos (DCIM por sus siglas en inglés) estas mismas plataformas trabajan para lograr una mayor optimización de los recursos del centro de datos. Al utilizar plataformas inteligentes y escalables, su organización puede mejorar el diseño, el flujo de aire, la utilización de la energía y mucho más. Las plataformas de administración sólida para el centro de datos ayudan a su negocio y centro de datos a ahorrar en consumo energético y reducir los costos de infraestructura. Sección 1 Demandas del centro de datos moderno El poder de la nube Crecimiento en big data Entender la nueva dependencia del centro de datos Nuevas tecnologías y nuevas formas de optimización Sub-Sección Las crecientes necesidades del centro de datos La creciente utilización de la energía La necesidad de un mejor diseño del centro de datos Sección 2 Usando herramientas inteligentes para administrar y optimizar Utilizando tecnologías eficientes Administración y mantenimiento de la infraestructura Optimizando el uso de energía para la necesidades actuales y futuras El futuro de TI apunta a la evolución continua de la infraestructura del centro de datos. Estos ambientes vitales se han convertido en parte integral de cualquier organización. Debido a esto, la administración del centro de datos busca crear diseños escalables y eficientes. El centro de datos de hoy busca crear soluciones inteligentes para big data y la nube de cómputo. Es por esto que tener la herramienta adecuada para la administración del centro de datos es crucial para tener éxito. Esto significa implementar herramientas para la administración y eficiencia que puedan detectar fuentes de enfriamiento ineficiente y desperdicio de energía. Además, el uso de estas soluciones inteligentes facilita la integración para crear mejoras cuantificables y mantenerlas durante todo el ciclo de vida del centro de datos. Contacte: Edwin Rothrock

3 Sección 1 Demandas del centro de datos moderno En la última década, el centro de datos se ha convertido en una parte vital en muchas organizaciones. A medida que sigue la presión por mantenerse adelante de la competencia, las organizaciones están trabajando árduamente para satisfacer la demanda del mercado y el usuario final. Con más dispositivos conectándose al centro de datos es necesario administrar más datos y más carga de trabajo. Todas estas demandas requieren el uso de más recursos. Como esto se está volviendo costoso, los administradores de sistemas deben adaptarse y utilizar soluciones inteligentes para el centro de datos para ayudarlos a optimizar lo que tienen el día de hoy así como lo que implementarán en el futuro. Existen nuevas tendencias de crecimiento que implican mayor uso de los recursos del centro de datos. Esto significa más requerimientos de energía, enfriamiento y en general mejoras en eficiencia. El poder de la nube Los ejecutivos de TI están buscando continuamente nuevos tipos de tecnología que ayuden a sus organizaciones a ser más ágiles y flexibles. La realidad es simple: El centro de datos se ha convertido en el corazón de cualquier organización. De hecho, se siguen incrementando los gastos en varias tecnologías del centro de datos. El 2012 Uptime Institute Symposium report 1 indica que el 32% de los gerentes entrevistados incrementará su presupuesto para el centro de datos año tras año. Ahora, con la computación en la nube, es más importante que nunca el tener implementadas las tecnologías adecuadas para el centro de datos. Como lo indica la gráfica de abajo, desde 2010, la comunidad del centro de datos ha tenido un crecimiento, de doble dígito, constante en la parte de computación en la nube y virtualización. Además, 2012 Data Center Market Insights repotr 2 indica que el 65% de los administradores de centro de datos están evaluando computación en la nube y el 62% están interesados en implementar niveles más altos de virtualización. El cómputo en la nube puede ayudar a las organizaciones a expandir su infraestructura en un sistema verdaderamente distribuido. Ha habido un crecimiento diferente en área de nube de cómputo privada. A medida que más organizaciones trabajan con big data los administradores están buscando formas de externalizar sus ambientes a nubes públicas o híbridas para tener un mejor manejo de los recursos. Sin embargo, con tecnologías como la nube de cómputo, existe la necesidad de implementar tecnologías inteligentes para crear eficiencia en las plataformas modernas. Sin estas optimizaciones las nuevas soluciones solo tendrán un éxito limitado. Experiencia con cómputo en la nube El uso del cómputo en la nube se ha incrementado 15% en un año 0% 10% 20% 30% 40% 50% Mayormente 14% 11% Selectiva 21% 30% En pruebas 18% 15% 2010 Planes en los próximos 12 meses Planes de 12 a 24 meses 4% 5% 6% 7% Sin planes Fuente: Data Center Knowledge Audience Survey, 2011/ % 41% Contacte: Edwin Rothrock

4 Crecimiento en big data En la causas del incremento de la energía en el centro de datos se encuentra el incremento en las demandas de procesamiento para big data. Junto con el cómputo en la nube, big data está forzando a los centro de datos a procesar una cantidad cada vez más creciente de datos e información. Además, el incremento en el uso de la nube y las plataformas para el cómputo en la nube están impulsando las demandas para control y manejo de big data. Por ejemplo, 2011 IDC Digital Universe report 3 demuestra cuánta información puede ser creada en un solo año. El reporte indica que más de 1.8 Zettabytes de datos fueron creados solo en ese año. La demanda de datos móviles por parte de los negocios y los consumidores están ayudando a la expansión de big data. Como se ve en la imagen de Cisco, abajo, los datos móviles están creando incremento de exabytes de tráfico de datos. El incremento en el uso de la nube y las plataformas para el cómputo en la nube están impulsando las demandas para control y manejo de big data En conjunto, se espera que el tráfico de datos móviles crezca a 11.2 Exabytes por mes para 2017, un incremento de 13 veces en comparación de Los datos móviles crecerán con un TCAC del 66% de 2012 a 2017 conforme a Cisco. El crecimiento en big data está impulsando a los centros de datos a añadir más capacidades de TI para satisfacer la demanda. Es crítico entender cuáles son los requerimientos de espacio, energía y enfriamiento para evitar un exceso de aprovisionamiento dice Andy Chaloupka, gerente de soluciones, Panduit. Previsión de crecimiento para el tráfico móvil de datos Cisco pronostica 11.2 Exabytes por mes de tráfico de datos móviles para el año 2017 Exabytes por mes 66% TCAC EB 7.4 EB EB 0.9 EB 1.6 EB 2.8 EB 0 Fuente: Cisco VNI Mobile Forecast, Contacte: Edwin Rothrock

5 Las empresas han construido centros de datos para 20 años, sin saber lo que el futuro les aguardaba. Hoy día, los centros de datos más antiguos tienen una ocupación menor al 50% y su espacio utilizado es mucho menor a lo que se había anticipado. Entendiendo la nueva confiabilidad el centro de datos Con todas estas nuevas tecnologías el centro de datos tiene la tarea de mantenerse siempre disponible. Las organizaciones no quieren gastar constantemente en recursos y tecnologías ineficientes. Esto significa concentrarse en energía, enfriamiento y buen diseño del centro de datos. La otra cara de la moneda ineficiencia energética viene de mayor forma por exceso de aprovisionamiento de energía y enfriamiento, así como baja utilización de TI. Las empresas han construido centros de datos para 20 años, sin saber lo que el futuro les aguardaba. Hoy día, los centros de datos más antiguos tienen una ocupación menor al 50% y su espacio utilizado es mucho menor a lo que se había anticipado. Las empresas provisionaron en exceso energía y enfriamiento, pero la densidad de cómputo se ha incrementado solo en una pequeña área del complejo. Los centros de datos usan toda la energía y enfriamiento para soportar mucha menor cantidad de equipo del previsto. Con una topología de energía y enfriamiento ineficiente, su organización puede estar perdiendo dinero. Nuevas tecnologías y nuevas formas de optimizar Mientras que nuevas tecnologías se mueven dentro del centro de datos, las organizaciones deben crear nuevas soluciones para combatir los componentes ineficientes del centro de datos. Para lograr esto, su organización quizá tenga que adoptar una nueva fórmula simple: Consumir menos energía + Optimizar la energía utilizada = Aumento de eficiencia. Para reducir costos, los centros de datos deben incrementar la eficiencia energética optimizando el flujo de aire de enfriamiento, así como el diseño y las densidades de los gabinetes para tener un mayor ahorro energético.. Además, las tendencias de la industria han cambiado el cómo y dónde se debe desplegar la energía. Es importante documentar cómo su centro de datos cumple con los estándares de la industria y las mejores prácticas y captar dónde existen recomendaciones para corregir los problemas de energía y enfriamiento. Por ejemplo, utilizar dinámica de fluidos computacional (CFD por sus siglas en inglés) para identificar y eliminar obstáculos El centro de datos continuará creciendo como un componente fundamental de cualquier organización. Manteniéndose ágil en el área de TI puede significar la diferencia entre estar a la cabeza o detrás de la competencia. para el enfriamiento y la energía. CFD, una rama de mecánica de fluidos, usa algoritmos para analizar problemas que implican flujo de fluidos como corrientes de aire caliente y frío y el cómo interactúan con diferentes superficies y bordes. Esto crea la habilidad de identificar puntos calientes potenciales cuando el equipo está recibiendo poco flujo de aire. Además, los administradores son capaces de identificar áreas donde los recursos energéticos están siendo utilizados de forma inadecuada. Sin duda, el centro de datos continuará creciendo como un componente fundamental de cualquier organización. Manteniéndose ágil en el área de TI puede significar la diferencia entre estar a la cabeza o detrás de la competencia. Trabajando con estas tecnologías - su organización puede entender los nuevos tipos de necesidades en el centro de datos que pudieran surgir. Contacte: Edwin Rothrock

6 Mini-Sección Creciendo las necesidades del centro de datos Dado que las tecnologías de big data y el cómputo en la nube siguen avanzando el centro de datos tiene la tarea de soportar estas plataformas. Debido a esto, habrá un impacto directo en la utilización de los recursos del centro de datos. En lugar de estar comprando nuevos sistemas, los administradores deben de identificar donde están asignados los recursos y como pueden ser optimizados. Creciente utilización energética Big data y el cómputo en la nube requieren mucho poder de procesamiento. Esto significa más recursos, más espacio y más consumo energético. Un estudio reciente de DatacenterDynamics 4 pronostica que los centros de datos del mundo consumirán 19% más energía que la que consumieron el año pasado. De acuerdo al reporte 4, los centros de datos consumen alrededor de 31 GW actualmente, concluye un informe sobre los datos de consumo de energía incluido en el censo. La energía total promedio por rack es 4.05KW, con 58% utilizando 5 KW por rack, 28% consumiendo de 5 a 10 KW por rack y el resto consumiendo más de 10 KW por rack. mejorar todo, desde de la capacidad del centro de datos hasta la mejor utilización de los recursos de infraestructura. La necesidad de un mejor diseño del centro de datos Como se indica anteriormente, el consumo energético va en aumento. Debido a esta tendencia, los dueños y operadores de los centros de datos deben estar preocupados por el costo y disponibilidad de la energía. El reporte antes citado concluye que la mayor preocupación es la disponibilidad y el costo de la energía para gran parte de los ejecutivos y operadores del centro de datos. De hecho, más del 40% de los participantes cree que los incrementos en la electricidad tendrán un impacto importante en las operaciones del centro de datos en los próximos 12 meses. Optimizar el centro de datos no solo ayuda a su organización a retomar el control de recursos valiosos ayuda también a su plan de administración a futuro. Además, el último Data Center Market Insights report 5 indica que la energía, espacio y buen diseño en el centro de datos son la mayores preocupaciones del operador del centro de datos. En cada caso, apenas el 40% contestó que están tratando de 10 retos/preocupaciones principales de los operadores de centro de datos 0% 10% 20% 30% 40% 50% Estabilidad del centro de datos Planeación de capacidad del centro de datos Mantenerse al día con el diseño del centro de datos Seleccionar las tecnologías correctas para el centro de datos Quedarse sin energía Quedarse sin espacio Administración de la infraestructura del centro de datos (DCIM) Seleccionar el proveedor de servicios adecuado para el centro de datos Rol del cómputo en la nube Seleccionar el contratista/diseñador para el centro de datos Fuente: Data Center Knowledge Audience Survey, Contacte: Edwin Rothrock

7 Sección 2 Usando herramientas inteligentes para administrar y optimizar Ahora que tiene su centro de datos implementado y aloja algunas de las últimas tecnologías Cómo puede crear optimizaciones y eficiencia de larga duración? La optimización de los recursos gira alrededor de numerosos aspectos en el ambiente del centro de datos. Esto puede ir desde el flujo de aire hasta la administración de la distribución de la energía. Por ejemplo soluciones como las de un análisis de optimización térmica de Panduit, usa CFD para dar color a los patrones de flujo de aire para mostrar puntos calientes y diseños ineficientes en el centro de datos que incrementan el costo del enfriamiento (ver la imagen de abajo). De aquí, Panduit documenta el cumplimento con los estándares de la industria y las mejores prácticas del centro de datos en un reporte posterior, proporcionando recomendaciones detalladas para solucionar los problemas térmicos. Z X Qué pasaría si? Base Mire antes de dar el salto Retornos T (R) Alinear los CRACs con los pasillos calientes? Temperature (F) Cambiar la disposición? Resultado/imagen de Evaluación de Optimización Térmica de Panduit Z X Crear zonas de alta densidad! Propuesto Incrementar la temperatura del centro de datos? Para crear centros de datos realmente eficientes las organizaciones deben asociarse con proveedores de soluciones en infraestructura física como Panduit para ayudar a proveer soluciones duraderas de gran alcance. Utilizando tecnologías eficientes La idea es simple: Mida, mejore y mantenga. Esto significa el uso continuo de herramientas proactivas que mantienen visibilidad en la eficiencia del centro de datos. La eficiencia del centro de datos no solamente se incrementa con la energía. Como se mencionó anteriormente, compañías con soluciones integrales de optimización como Panduit, son capaces de ofrecer enfoques, tales como las tecnologías de contención, gabinetes con características de sellado mejoradas, y diseño de centro de datos con eficiencia energética. Ineficiencias energéticas de enfriamiento exponen al centro de datos a: (A) Separación pobre del aire caliente y frío causando pérdidas en la efectividad del enfriamiento (B) Fuga de aire a través de los gabinetes permitiendo que la circulación del aire caliente regrese al equipo, en lugar de fluir hacia las unidades de aire acondicionado del centro de datos (CRAC por sus siglas en iinglés) (C) Obstrucciones del flujo de aire que evitan el flujo de aire de refrigeración Para afrontar estos retos, los sistemas Panduit Net-Contain Cold Aisle Containment y Net- Access Cabinets aseguran una óptima separación del aire caliente y frío mejorando la eficiencia operacional del centro de datos y recuperando la energía perdida. La contención del pasillo frío puede mejorar el flujo de aire y la eficiencia de enfriamiento hasta en un 10%, según David Cappuccio analista de Gartner. La contención del pasillo frío puede reducir la energía de los ventiladores de un 20% a un 25%, así como un 20% de ahorro energético en la refrigeración, a la vez que pagar por sí mismo en unos dos años, según PG&E. El Cold Aisle Containment (CAC) de Panduit provee separación física del aire frío y aire caliente al cerrar el pasillo frío y facilitar un suministro de aire frío a las tomas de aire en el equipo a la temperatura uniforme deseada. Contacte: Edwin Rothrock

8 Administración y mantenimiento de la infraestructura Es tiempo de llevar la DCIM a un nuevo nivel. Ya no se está viendo a la administración del centro de datos de forma general. Ahora, estamos tomando una forma proactiva de administración, eficiencia y optimización. Las soluciones de Panduit Smart Zone utilizan software y dispositivos inteligentes para monitorear la energía y el ambiente del centro de datos en tiempo real, logrando que el centro de datos mantenga las ganancias de eficiencia energética de forma permanente. Una vez que El conjunto de software Smart Zone de Panduit monitorea las métricas de la infraestructura del centro de datos de energía, espacio, conectividad y seguimiento de activos, así como garantizar que los usuarios y el acceso de usuario se encuentran en cumplimiento de la normativa. Panduit ha medido el Power Usage Effectiveness (PUE), aislando la causas de la ineficiencia energética y remediado esas causas aplicando una amplia gama de experiencia en el servicio y una gran cantidad de productos, la DCIM mantiene las mejoras de la eficiencia energética mediante el monitoreo de variaciones en la infraestructura del centro de datos. Este tipo de plataforma monitorea los activos de la infraestructura del centro de datos incluyendo el número de dispositivos, su estado, sus años y tipo de vida, su estatus, cambios, movimientos, adiciones y conectividad para que el centro de datos pueda administrar esos activos. El conjunto de software Smart Zone de Panduit monitorea las métricas de la infraestructura relativas a energía, espacio, conectividad y control de activos del centro de datos, así como también garantiza que los usuarios y el acceso de usuario se encuentren en cumplimiento de la normativa. Optimizando el uso de energía para hoy y el futuro Es importante aprovechar una solución integral que le ayudará a gestionar y optimizar la utilización de energía. La PUE se ha convertido en una métrica de gran aceptación en la industria para el centro de datos verde. Al usar herramientas de monitoreo inteligentes, su organización ahorrará en costes de electricidad y creará aún más optimización en el uso de energía. Como parte del conjunto de software Smart Zone, la plataforma de software Physical Infrastructure Manager (PIM ) de Panduit, utiliza el mapeo del centro de datos para planear el nombre y ubicación de activos. Este tipo de mapeo ayuda a los proveedores de servicio de cómputo en la nube. El mapeo de utilización de PIM agrupa los recursos consumidos por cada activo y prioriza las características térmicas y energéticas, que son útiles para los administradores que deben de emprender actividades de aprovisionamiento de recursos. PIM realiza mapeo de procesos operativos de los procesos de activos usados en la adquisición y administración de activos a través de toda la organización, que permite la gestión eficiente de las facturas, contratos de arrendamiento, los sistemas de reembolso, licencias, renovaciones y disposiciones. El módulo de reportes de PIM integra los datos recogidos por el software DCIM. El módulo permite que el centro de datos genere informes para los accionistas de la empresa. El software PIM crea la representación visual de las métricas operativas usando marcadores, gráficos e indicadores. Esta capacidad proporciona una visión inmediata de los signos vitales de la instalación, incluyendo los datos de activos, conectividad, espacio y energía. Este tipo de enfoque modular para la funcionalidad de la DCIM le permite personalizar la solución para satisfacer las necesidades de su organización, tanto ahora como en el futuro.la integración basada en procesos con su plataforma actual de administración de red y Service Desk ofrece una interfaz optimizada para apoyar la gestión de activos de TI con atributos relacionados y componentes de la infraestructura física de su centro de datos y el resto de la empresa. Contacte: Edwin Rothrock

9 Conclusión El centro de datos continuará evolucionando y expandiéndose. A medida que más organizaciones ven los beneficios de la utilización de una plataforma eficiente, el uso de herramientas inteligentes para la administración aumentará. Recuerde, mediante la identificación de las causas de la ineficiencia energética del centro de datos, las empresas pueden formular una curación con efecto duradero. Es más importante que nunca mantenerse proactivo cuando se trata de la eficiencia del centro de datos y optimización. Las instancias reactivas no son sólo costosas también consumen mucho tiempo. Usando tecnologías como el portafolio de soluciones Panduit SmartZone su organización podrá tener completa visibilidad del centro de datos y extenderse a la empresa a través de automatización por software, cuadros de mando predefinidos, reportes, control de cambios y documentos relacionados combinados con los dispositivos inteligentes para incrementar su funcionalidad. Esto significa funcionalidad directa en: Procesos de documentación de activos de TI, movimientos, adiciones y cambios Métricas de consumo de energía, temperatura y humedad del equipo activo Localización precisa y uso de datos para activos y conexiones Monitoreo centralizado de los activos de TI a través de una sola plataforma Activos y recursos subutilizados Cambios no autorizados Posibles violaciones de la seguridad física de la red Análisis de causa raíz de problemas físicos de la red Límites de capacidad Otras referencias Andy Chaloupka, Gerente de Soluciones, Panduit Cal Braunstein, Presidente de Investigación, the Robert Francis Group Impact of Air Containment Systems, Whitepaper, Panduit Services Detail Sheet, Práctica de Eficiencia de Energía, Panduit Integrated Asset Tracking Solutions, Whitepaper, Panduit Hoja de referencia, Programa Nacional de Información de Eficiencia de Energía del Centro de Datos, DOE / EPA Medir, Mejorar, Mantener, Webcast, Panduit Rakesh Kumar, Vice-Presidente de Investigación, Gartner Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, (Febrero, 2013) Data Center Optimization Plan, US DOE, ( ) Gartner Analyst Dave Cappuccio D-RKCB22--SA-ENG-Cabinets2Brochure-W.pdf Research.gov IDC Para tener un centro de datos óptimo en funcionamiento que puede soportar tecnologías como big data y el cómputo en la nube, su organización debe llevar la administración del centro de datos a otro nivel. Usando tecnología como la de Panduit, su centro de datos puede usar el siguiente nivel de herramientas DCIM para satisfacer las necesidades de hoy y del futuro. Contacte: Edwin Rothrock

10 Contacte: Edwin Rothrock

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