Cómo los centros de datos pueden ahorrar energía, reducir las emisiones y mejorar la eficiencia energética
La eficiencia del centro de datos es una cuestión estratégica. La proporción de fondos utilizados por las empresas para construir y operar centros de datos en los presupuestos corporativos de TI continúa aumentando, lo que resulta en cada vez menos presupuestos para proyectos tecnológicos que se necesitan con urgencia. Los planes de construcción de centros de datos son decisiones a nivel de junta directiva. Al mismo tiempo, los reguladores y las partes interesadas externas están cada vez más preocupados por la forma en que las empresas gestionan su huella de carbono. La adopción de mejores prácticas no sólo ayuda a las empresas a reducir la contaminación sino que también mejora su imagen como buenos ciudadanos corporativos.
Los costos de TI son altos. Hoy en día, los análisis de las empresas se están volviendo más sofisticados, los clientes exigen acceso en tiempo real a las cuentas y los empleados buscan nuevas formas de colaborar con uso intensivo de tecnología. Entonces, incluso cuando la economía se desacelera, la demanda de capacidad informática, de almacenamiento y de redes continúa creciendo. Para hacer frente a esta tendencia, los departamentos de TI continúan aumentando los recursos informáticos. En Estados Unidos, la cantidad de servidores en los centros de datos está creciendo aproximadamente un 10% por año. Al mismo tiempo, en mercados emergentes como China e India, las organizaciones se están volviendo cada vez más complejas, se automatizan más operaciones y se realizan cada vez más servicios de datos subcontratados, por lo que el número de centros de datos muestra una tendencia de crecimiento más rápido. . Esta enorme demanda de recursos informáticos ha llevado a un aumento constante de la capacidad de los centros de datos en todo el mundo. Actualmente no se vislumbra un final para este crecimiento, que normalmente sólo entra en una modalidad de crecimiento modesto durante las recesiones.
Este crecimiento ha provocado que los costes de TI se disparen. Si incluye los costos de instalaciones, equipos de almacenamiento, servidores, personal, etc., los gastos del centro de datos generalmente representarán el 25% del presupuesto total de TI de una empresa. A medida que se agregan más servidores, los precios de la electricidad aumentan más rápido que los ingresos y otros costos de TI, y la proporción no hará más que aumentar. Cada año, el coste de funcionamiento de estas instalaciones aumenta hasta un 20%, mientras que el gasto total en TI crece sólo un 6%, lo cual es muy diferente.
El creciente gasto en centros de datos ha cambiado la estructura económica de muchas empresas, especialmente las empresas con uso intensivo de información, como las empresas financieras, de servicios de información, de medios y de telecomunicaciones. En los últimos cinco años, la inversión necesaria para construir un gran centro de datos empresarial ha aumentado de 6.543,8 dólares + 500 millones de dólares a 500 millones de dólares. Entre las empresas con uso intensivo de TI, el coste de las instalaciones más grandes es de casi 654.380 millones de dólares. Este gasto exprime los fondos para el desarrollo de nuevos productos, reduce la economía de algunos productos con uso intensivo de datos y reduce las ganancias. Además, el aumento del consumo de energía crea una huella de carbono cada vez mayor, lo que conduce a la degradación ambiental. Para la mayoría de las industrias de servicios, los centros de datos son la fuente más importante de emisiones corporativas de gases de efecto invernadero. La cantidad de electricidad utilizada para almacenar y procesar datos se duplicó entre 2000 y 2006, con un consumo de energía promedio por instalación de datos equivalente a 25.000 hogares combinados. Hay 44 millones de servidores en el mundo, que consumen el 0,5% de la energía total. Hoy en día, las emisiones de carbono de los centros de datos se están acercando a las de países como Argentina y los Países Bajos. Sólo en Estados Unidos, se espera que los centros de datos aumenten el consumo de electricidad en el equivalente a 10 nuevas plantas de energía en 2010. Los pronósticos actuales muestran que si no se frena la demanda, las emisiones globales de carbono de los centros de datos serán cuatro veces mayores en 2020.
Los reguladores han notado estas tendencias e instan a las empresas a encontrar soluciones. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) recomienda que los grandes centros de datos utilicen medidores de energía como primer paso para establecer estándares de eficiencia operativa. Al mismo tiempo, la Unión Europea también ha publicado un conjunto de códigos de conducta voluntarios para introducir mejores prácticas para operar centros de datos con alta eficiencia energética. A medida que las emisiones de los centros de datos siguen aumentando, es probable que los gobiernos ejerzan una mayor presión para reducir las emisiones.
Página 2: Respuesta integral a los desafíos.
En organizaciones con uso intensivo de información, las personas de muchos departamentos y niveles pueden tomar decisiones que afectan la eficiencia de las operaciones del centro de datos. Los operadores financieros pueden optar por realizar análisis Monte Carlo complejos, mientras que los investigadores farmacéuticos pueden decidir cuántos datos de imágenes de ensayos clínicos almacenar. El gerente responsable del desarrollo de aplicaciones puede decidir cuánto esfuerzo de programación se necesita para satisfacer estas necesidades. Los administradores de infraestructura de servidores pueden tomar decisiones de compra de equipos. Los administradores de instalaciones pueden decidir la ubicación del centro de datos, la energía y los plazos para instalar equipos antes de la demanda prevista.
Estas decisiones muchas veces se toman de forma individual. Un gerente de ventas puede optar por cambiar una transacción de liquidación nocturna a liquidación inmediata, mientras que un analista financiero puede querer almacenar varias copias de datos históricos independientemente del impacto en los costos del centro de datos. Los desarrolladores de aplicaciones rara vez piensan en optimizar su trabajo para minimizar el uso del servidor o en desarrollar aplicaciones diseñadas para disfrutarlas en todos los servidores. Los administradores de compras de servidores pueden elegir el producto de menor precio o el producto con el que estén más familiarizados. Pero estos servidores pueden desperdiciar energía o espacio del centro de datos. Con demasiada frecuencia, los gerentes compran en exceso equipos para garantizar que haya suficiente capacidad para los escenarios de uso más extremos, lo que conduce a un exceso de capacidad. Los administradores suelen construir instalaciones con espacio adicional y alta capacidad de enfriamiento para satisfacer las necesidades de situaciones extremas o para manejar una expansión de emergencia.
En conjunto en toda la organización, estas decisiones tendrán importantes impactos ambientales y de costos. En muchos casos, las empresas pueden desmantelar algunos servidores existentes y dejar de lado los planes para comprar nuevos servidores sin reducir sus capacidades de gestión de datos. Esto se puede lograr mediante algunas técnicas bien conocidas. Por ejemplo, la virtualización, esta tecnología en realidad encuentra partes inactivas del servidor para ejecutar aplicaciones y lograr compartir capacidad. Pero las empresas no necesariamente hacen esto porque ningún ejecutivo puede asumir una responsabilidad “de extremo a extremo”. Dentro de las organizaciones, los administradores actúan de maneras que son más egoístas, lo que resulta en la ineficiencia de la mayoría de los centros de datos, que a menudo ejecutan sólo una aplicación de software por servidor.
Analizamos casi 500 servidores en una empresa de medios y un tercio de ellos estaban por debajo del 3% y dos tercios por debajo del 10%. Si bien existen muchas herramientas de gestión disponibles para rastrear el uso, la empresa no utilizó ninguna de ellas. Desde una perspectiva global, estimamos que la tasa de utilización diaria de los servidores es generalmente sólo del 5% al 10%, lo que resulta en un desperdicio de energía y dinero. A esto, los administradores de los centros de datos suelen responder que los servidores están equipados para proporcionar capacidad en situaciones extremas, como hacer frente a la avalancha de compras el día antes de Navidad. Pero, en general, esta afirmación no es cierta, porque los datos muestran que si la utilización promedio es extremadamente baja, la utilización durante las horas pico también será muy baja. Además, el número de instalaciones de datos está aumentando, pero los servidores y equipos relacionados a veces sólo representan la mitad de la capacidad de una instalación de datos, lo que indica cientos de millones de dólares en gastos de capital desperdiciados. Incluso si las empresas informan que sus centros de datos están llenos, caminar por los pasillos de un centro de datos a menudo revela espacios vacíos en bastidores de servidores que han sido reemplazados por equipos que originalmente se colocaron en esos espacios vacíos.
Parte del motivo de esta inconsistencia es que es difícil predecir las necesidades del centro de datos. El plazo de la operación es un problema. Un centro de datos suele tardar dos o más años en diseñarse y construirse, con una vida útil prevista de al menos 12 años, por lo que la capacidad se establece antes de que las unidades de negocio generen la demanda real. Al mismo tiempo, todavía falta una comprensión integral de cómo las decisiones comerciales se impactan entre sí, cómo se traducen en requisitos para nuevas aplicaciones y cuánta capacidad de servidor se necesita para satisfacer la demanda. Por ejemplo, si la demanda de los clientes aumenta un 50%, a muchas empresas les resulta difícil predecir si la capacidad de los servidores y centros de datos necesitará aumentar un 25% o un 100%. En casos extremos, encontramos que algunas instalaciones se pusieron en funcionamiento y quedaron en el aire todo el año; otras empresas establecieron un centro de datos y pronto descubrieron que era necesario construir un nuevo centro de datos;
Ahora que el centro de datos se ha convertido en un activo costoso, se puede inferir que la rendición de cuentas del desempeño financiero está muy mal implementada. La responsabilidad de la financiación y gestión de las instalaciones a menudo recae en los administradores de bienes raíces, que tienen poca o ninguna experiencia técnica y un profundo conocimiento de cómo la TI se relaciona con los problemas comerciales centrales. Al mismo tiempo, pocas personas que administran las operaciones del servidor tienen datos sobre los gastos operativos clave, como el consumo de energía o el costo real de la propiedad que ocupa el equipo de TI. En cambio, cuando los administradores de TI deciden comprar más aplicaciones o nuevos servidores, a veces utilizan sólo métricas básicas como el costo inicial del hardware y las tarifas de licencia de software. Al calcular los costos reales se deben considerar factores como las operaciones y el arrendamiento de las instalaciones, el uso de energía, el soporte y la depreciación. Estos costos pueden ser de cuatro a cinco veces el costo de compra inicial del servidor. Junto con la toma de decisiones aislada y los problemas de responsabilidad mencionados anteriormente, los centros de datos a menudo agregan servidores adicionales como póliza de seguro, sin discutir mucho las compensaciones de costos o las necesidades comerciales. En ausencia de un análisis de costos reales, el exceso de construcción, el exceso de ingeniería y la ineficiencia se han vuelto comunes.
Página 3: Reforma del modelo operativoReforma del modelo operativo
Al comienzo del estudio, creíamos que al construir un nuevo centro de datos energéticamente eficiente, podríamos señalar una manera para reducir los costos del centro de datos y las emisiones de carbono. El camino brillante hacia las emisiones. La nueva instalación puede aprovechar al máximo la tecnología actual, utilizando métodos de refrigeración gratuita y fuentes de alimentación con bajas emisiones de carbono. Pero también sabemos que la forma más eficaz de reducir costos y emisiones de carbono es mejorar las ineficiencias en los centros de datos existentes de una empresa. Al mejorar la gestión de activos, aumentar la responsabilidad de la gestión y establecer objetivos claros para reducir los costos de energía y las emisiones de carbono, la mayoría de las empresas pueden duplicar la eficiencia energética de TI para 2012 y frenar el crecimiento de las emisiones de gases de efecto invernadero de sus centros de datos. De hecho, puede obtener el centro de datos más ecológico posible sin tener que construirlo por separado.
Administrar activamente los activos
Una práctica adoptada por una gran empresa muestra que regular el uso de los servidores e instalaciones existentes puede generar enormes beneficios. El plan original de la empresa era aumentar el número de servidores y construir un nuevo centro de datos para albergar estos servidores y otros equipos de TI para satisfacer sus propias necesidades de información en 2010. El consejo de administración de la empresa aprobó el plan, pero significa que la empresa tendrá importantes gastos de capital este año. Como resultado, la empresa revisó sus planes. Cerrará más de 5.000 servidores raramente utilizados. Al virtualizar 3.700 aplicaciones (65.438+05% del total de aplicaciones de la empresa), el número de servidores activos se puede reducir de 25.000 a 20.000. La empresa también reemplazó algunos servidores más antiguos con productos que pueden mejorar la eficiencia energética en un 20%.
Estos ajustes permitieron a la empresa dejar de lado sus planes iniciales de expansión del centro de datos, ahorrando 305 millones de dólares en costos de inversión de capital.
Se espera que los gastos operativos disminuyan entre $45 millones y $75 millones debido al menor número de servidores y al menor consumo de energía. Teniendo en cuenta el tiempo de inactividad y los factores de virtualización, la utilización media de la capacidad de los servidores aumentará del actual 5,6% al 9,1%. La empresa aún puede satisfacer sus crecientes necesidades de datos, pero la reducción de la demanda de electricidad significa que las emisiones de CO2 caerán de 596,5438+0000 toneladas a 346,5438+0000 toneladas en los próximos cuatro años.
Las empresas también pueden ahorrar dinero gestionando mejor las crecientes demandas de datos. Las unidades de negocios deben revisar las políticas para determinar cuántos datos deben retenerse y si se debe reducir la escala de algunos análisis intensivos en datos. El cálculo de algunas transacciones se puede posponer para reducir la utilización del servidor durante las horas pico. No toda la información empresarial requiere capacidades de recuperación ante desastres basadas en copias de seguridad a gran escala.
Mejores pronósticos y planificación son fundamentales para mejorar la eficiencia del centro de datos. Las empresas deben rastrear la diferencia entre sus pronósticos de necesidades de datos y la demanda real, y luego recompensar a las unidades de negocios que minimicen las desviaciones de los pronósticos. Los administradores de centros de datos deben comprender las tendencias futuras de la manera más completa posible, como el crecimiento organizacional, los ciclos comerciales, etc., y luego combinar estas tendencias con sus propios modelos. Las recomendaciones proporcionadas por centros de datos, arquitectos de aplicaciones y operadores de instalaciones se pueden utilizar para mejorar estos modelos. Una empresa de comunicaciones global desarrolló un proceso de planificación que incluía varios desarrollos de crecimiento de datos en varias unidades de negocios. Si bien la empresa finalmente concluyó que necesitaba ampliar la capacidad, una parte importante de sus necesidades futuras podría satisfacerse con los activos existentes, lo que supondría un ahorro en gastos de capital del 35 % con respecto al plan original.
Muchas organizaciones no consideran el centro de datos como un recurso escaso y costoso, sino como un balde esperando a ser llenado de agua. Para evitar esta tendencia, las empresas pueden utilizar la contabilidad del costo real de propiedad (TCO) al estimar el costo de nuevos servidores o aplicaciones y datos adicionales. Las unidades de negocios, los desarrolladores de software o los gerentes de TI rara vez consideran los costos operativos del ciclo de vida de las aplicaciones y servidores al tomar decisiones de gasto. Calcular estos costos con anticipación puede ayudar a limitar el exceso de demanda.
Gestionar estos cambios puede resultar complicado. Mucha gente en grandes organizaciones no se da cuenta del coste de los datos. Todos los departamentos de la empresa necesitarán servicios de centro de datos. La responsabilidad de satisfacer estas necesidades se distribuye entre los departamentos de TI (incluyendo operaciones y desarrollo de aplicaciones), planificadores de instalaciones, * * * * equipos de servicio y funciones de bienes raíces corporativas. No existe un estándar uniforme para la presentación de informes de costos.
Página 4: Mejorar la eficiencia general Mejorar la eficiencia general
Como parte del plan de mejora del centro de datos, recomendamos la adopción de una nueva métrica: Eficiencia promedio del centro de datos empresarial (CADE). De manera similar al estándar de kilometraje de economía promedio de combustible (CAFE) de EE. UU., CADE considera la eficiencia energética de las instalaciones del centro de datos, la utilización de las instalaciones y los niveles de utilización del servidor. Combinando estos factores, obtenemos la eficiencia general del centro de datos, que es CADE (imagen). Las empresas que reduzcan costos y emisiones de carbono mejorarán las puntuaciones CADE de sus centros de datos. Al igual que en la industria automotriz, un kilometraje excelente puede mejorar las calificaciones CAFE.
Para fijar objetivos de mejora, dividimos CADE en cinco niveles. Los centros de datos que se encuentran en el Nivel 1 de CADE son los menos eficientes para operar; es probable que la mayoría de las organizaciones se clasifiquen inicialmente en un nivel inferior. Cerrar servidores subutilizados, adoptar tecnología de virtualización y utilizar el espacio de las instalaciones de manera más eficiente mejorarán los puntajes del CADE. Con la ayuda de CADE, las empresas también pueden comparar y analizar todas las instalaciones de su centro de datos, ya sea comparándolas con la competencia o estableciendo objetivos de desempeño para los gerentes y rastreándolos.
En términos de gestión de la demanda del centro de datos, recomendamos la adopción de un nuevo modelo de gobernanza, siendo el CIO el único responsable. Con este sistema, los CIO pueden tener una comprensión más profunda de las necesidades de datos de varias unidades de negocios; para nuevos proyectos de datos que requieren más servidores o aplicaciones de software, pueden forzar que el consumo de energía y los costos de las instalaciones se consideren en los cálculos de retorno de la inversión correspondientes. . También recomendamos que los CIO adopten una nueva métrica para medir las mejoras. Consulte el subtítulo "Mejora de la eficiencia del centro de datos". Con una mayor responsabilidad, los CIO estarán más motivados para buscar mejoras, como la adopción de tecnologías de virtualización y la mejora de la utilización de las instalaciones existentes. Debido a que este modelo centra más la responsabilidad de las decisiones críticas para el negocio en el CIO, no sólo requiere el apoyo total del CEO, sino que también requiere un cambio en el modelo mental de la organización para responder a las solicitudes de expansión del centro de datos de las unidades de negocios. Además, los CIO deberían buscar mejorar la eficiencia energética de los centros de datos.