Een belangrijk terrein waar ons als ict-industrie nog veel te doen staat, en daarmee heb ik het dus over de verduurzaming van ict, is het datacenter. Het gebruik van ict neemt toe – ict-gerelateerde diensten worden meer ingezet en zowel in de zakelijke als ook in de consumentenwereld meer en meer afgenomen vanaf verschillende apparaten. Dat heeft zijn beslag op de rekenkracht vanuit de verschillende datacentra en de stroom die er nodig is om dat mogelijk te maken.
De toename in gebruik van ict – denk aan toepassingen voor mobiele telefoons en het alsmaar toenemende gebruik van het internet in vele vormen zoals bijvoorbeeld cloud computing – valt samen met een ontwikkeling dat de benodigde stroom én het bijbehorende prijskaartje nadrukkelijk in het vizier is gekomen. Dit heeft geleid tot een broodnodige discussie over duurzaamheid van datacentra.
Efficiëntie
Met name cloud computing heeft gezorgd dat datacenter-efficiëntie nadrukkelijker op de agenda is komen te staan. Er is, in vergelijking met enkele jaren geleden, veel meer aandacht voor best practices in het energie-efficiënt draaien van datacentra, er is meer aandacht om te komen tot standaarden voor onderling vergelijk. Waarom heeft juist cloud computing gezorgd voor deze nieuwe aandacht voor verduurzaming van datacentra?
Aan de ene kant komt dat uiteraard ook door de veranderde stemming in de maatschappij waarbij duurzaamheid meer en meer een rol gaat spelen in het keuzeproces van afnemers en waardoor aanbieders van cloud-diensten zichzelf proberen te onderscheiden op dit gebied. Aan de andere kant is ook dit een economische discussie. Cloud aanbieders concurreren met elkaar op een aantal vlakken, waarvan prijs, en dus de efficiëntie waarmee men vanuit de eigen datacentra diensten kan aanbieden aan afnemers, er één van is.
De kostenstructuur van datacentra laat zien dat heel veel kosten gemoeid zijn met stroom en koeling. Het is dan ook logisch dat cloud aanbieders daar met bovengemiddelde interesse naar kijken. De enorme schaal die is gemoeid met de datacenter infrastructuur van aanbieders heeft tot vele nieuwe inzichten geleid op het gebied van een duurzaam datacenter.
Ferrari tegen Prius
De verschillende cloud-leveranciers zijn continu aan het innoveren om de verhouding tussen de stroom die nodig is voor het hele datacenter en de stroom die daadwerkelijk wordt gebruikt voor de servers te verbeteren. Een manier om die verhouding weer te geven is PUE (Power Usage Effectiveness). Een PUE waarde van 1.0 betekent dat 100 procent van alle binnenkomende stroom wordt aangewend voor de it-apparatuur en dus niet voor koeling en andere zaken. Dit is een manier, maar zeker niet de enige manier om de energie effectiviteit van een datacenter te meten. Je kunt het vergelijken met hoe zuinig een auto rijdt, hoeveel liter een auto nodig heeft om honderd kilometer te kunnen rijden bijvoorbeeld. Dat zegt nog niets over hoe veel er dan daadwerkelijk gereden wordt met die auto. Zo kun je met een Ferrari 599 toch zuiniger uit zijn dan met bijvoorbeeld een Toyota Prius, als je er maar significant minder mee rijdt. Het zegt dus niet alles maar wel veel.
Er is al veel geschreven over de innovaties die op dit gebied worden toegepast. Het zoveel mogelijk gebruik maken van optimale condities op de locatie van een datacenter bijvoorbeeld. De grote cloud-leveranciers kunnen dankzij het feit dat ze daadwerkelijk wereldwijd opereren in elke regio zeer minutieus te werk gaan bij het kiezen van de meest geschikt locatie voor hun datacenter zodat er bijvoorbeeld optimaal gebruik kan worden gemaakt van een constante aanvoer van wind om de koeling te verzorgen. Een andere bekende innovatie is de inzet van optimaal gebouwde componenten. Elk datacenter heeft de evolutie gezien van de inzet van afzonderlijke servers naar racks. De schaal van de datacentra waaruit cloud-diensten worden geboden is zo groot dat er een nieuwe eenheid is geïntroduceerd – de container.
Containers
Om koeling en stroom zo goed mogelijk te combineren en zoveel mogelijk efficiëntie naar de servers te krijgen is er samen met enkele hardware leveranciers gewerkt aan containers waarin duizenden servers zitten en waar alles zo goed op elkaar is gericht dat het op dit moment een van de laagste PUE-waardes oplevert. Deze innovaties maken het afnemen van cloud-diensten bijzonder efficiënt.
De volgende stap gaat zelfs zo ver dat bijvoorbeeld Microsoft de mogelijkheid onderzoekt om een datacenter te bouwen zonder fysieke behuizing omdat dit reeds via de containers wordt verzorgd, alles om zo optimaal mogelijk gebruik te maken van de omstandigheden en zo min mogelijk stroom te gebruiken.Het is de schaal die uiteindelijk er voor zal zorgen dat niet alleen de datacentra van de cloud-aanbieders groener gaan worden, maar ook dat het netto stroomverbruik, en daarmee de bijbehorende CO2 uitstoot, geoptimaliseerd zal worden.
Optimaliseren
Zoals al vaker besproken is virtualisatie een geweldig middel om in het eigen datacentrum het gebruik van servers te optimaliseren en zo ervoor te zorgen dat er minder stroom verloren gaat om servers die niet per definitie actief zijn in de lucht te houden. Op kleine schaal betekent dat dus dat men voor de workloads in een bepaald datacenter het optimum zal zoeken tussen een minimale en een maximale fysieke serverlaag om aan die workloads te kunnen voldoen.
In scenarios waarbij die workload constant is, is dat prima in te regelen in het eigen datacenter. Wanneer de workloads echter fluctueren, loopt men al snel tegen een beperking aan dat om de bereikbaarheid van die workloads te kunnen garanderen men uit zal moeten gaan van de mogelijke maximale belasting. Daarmee gaat dus nog steeds stroom 'verloren' door onnodig ingeschaald verbruik wat niet de hele tijd wordt uitgenut. De datacentra van cloud-computingaanbieders zijn zo immens groot dat de schaal het hier toestaat om de verschillende fluctuerende belastingen van verschillende klanten uit te kunnen smeren zodat er veel, maar dan ook echt veel, efficiënter gebruik gemaakt wordt van de input aan stroom.
Dit gaat vooral op voor een aantal scenarios. Één scenario waarbij de load op een voorspelbare manier fluctueert bijvoorbeeld. Dit scenario wordt wel 'aan-uit' genoemd. Denk bijvoorbeeld aan een bedrijf wat rekenkracht-intensieve berekeningen uitvoert op gezette tijden. Cloud is hier een duurzaam alternatief omdat als deze toepassing niet continu wordt gebruikt het effectiever is dit onder te brengen in een van de datacentra van een cloud-leverancier. De momenten dat deze rekenkracht door deze afnemer niet wordt gebruikt, staat deze niet nodeloos 'aan' en verbruikt dus niet onnodig stroom. Dit is iets wat in een eigen datacentrum moeilijk te evenaren valt. Een private cloud-oplossing helpt hierin, maar kent ook grenzen vanwege de schaal van het eigen datacentrum.
Op en neer
Een ander scenario waarbij cloud een duurzame oplossing is vanwege de eerder benoemde efficiëntie voordelen is het 'Golf'-scenario. Hierbij golft de belasting van de workload op en neer zonder dat daar van te voren een voorspelling op te doen is hoe dat patroon er uit zal zien. Schaalbaarheid en elasticiteit zijn hier dus van enorm belang. En opnieuw kun je dat duurzamer inrichten via een cloud oplossing dan in je eigen datacentrum omdat in je eigen datacentrum de piekbelasting (zelfs met toepassing virtualisatie) de grens bepaald. Een mooi voorbeeld hier is bijvoorbeeld de enorme load die bedrijven als Schiphol en KLM op hun web-infrastructuur te verwerken kregen ten tijde van de uitbarsting van de aswolk uit de Eyjafjallajökull vulkaan.
Daarnaast is het zo dat de economische noodzaak voor cloud-aanbieders om hun datacentra zo efficiënt mogelijk te besturen heeft gezorgd voor veel innovatie op dit gebied waardoor niet alleen de benodigde stroom optimaal wordt ingezet over meerdere klanten maar waardoor ook de hoeveelheid stroom wordt geoptimaliseerd.
Positief
Wanneer meer bedrijven en consumenten dus hun diensten laten draaien in de datacentra van cloud-aanbieders kun je stellen dat dit positief is voor de algemene duurzaamheid van ict omdat de efficiëntie zoveel groter is. Natuurlijk kun je discussiëren of de groei in afname van ict-diensten goed is voor de duurzaamheid. Meer ict-diensten vergroot immers de voetafdruk van ict. Dat is een hele moeilijke discussie, omdat we ook hebben gezien dat gebruik van ict een positieve impact kan hebben op duurzaamheid door bijvoorbeeld minder en slimmer te reizen.
Erwin Hartenberg, product solutions marketing manager bij Microsoft
