„Karcsú" Számítóközpontok - Christian Belady Előadása Az NHIT IT3 Baráti Társaság összejövetelén

Christian Belady A Nemzeti Hírközlési és Informatikai Tanács (NHIT) IT3 (Információs Társadalom Technológiai Távlatai, http://www.nhit-it3.hu/) projekt Baráti Társaságának havonta megrendezésre kerülő legutóbbi összejövetelén a Microsoft áramellátásért és hűtésért felelős vezető mérnöke, Christian Belady, az adatközpont témakör világhírű szakértője Lean Data Centers: Leading the Transformation címmel tartott előadást. Előadása azért is kiemelkedő, mert nemcsak beszél a témáról – sok nagy és sikeres rendszer építője.

Pazarló számítóközpontok

A számítástechnikai és gazdasági szakemberek által egyaránt mind komolyabb figyelemmel kísért – a fenntartható gazdaság és társadalom elméletéhez kapcsolódó – „zöld informatika" (green IT) fontos részterülete az infokommunikációs berendezések energiatakarékos működtetése. Mivel az információ feldolgozó kapacitásokat egyre méretesebb, tömegigényeket nagy teljesítménnyel kiszolgáló számítóközpontokba integrálva üzemeltetik (cloud computing), rendkívül fontos kérdéssé válik, hogy az üzemeltetés minél kisebb energiafelhasználással történjék. A vezető informatikai cégeknél világszerte intenzív fejlesztő munka folyik a költségvetésük egyre tetemesebb részét kitevő központok hatékonyságának javítása érdekében, aminek keretében a vállalatirányítás és a gyártás világában már az 1990-es években elterjedt, nagy népszerűségnek örvendő „karcsúsítási" (lean) módszereket a számítóközpontok területén is alkalmazni próbálják. (Ezekkel a kérdésekkel az IT3 is intenzíven foglalkozik; több anyag íródott a témakörben: Közműszerű IT-szolgáltatás, Zöld informatika).

Egyes központok méretének érzékeltetéseként, például sokkal (átlagosan 11,5-ször) nagyobbak, mint a (hagyományos és nem amerikai labdarúgásra használt) futballpályák, létrehozásuk és fenntartásuk többe kerül a bennük folytatott IT-tevékenységeknél és az általuk nyújtott szolgáltatásoknál. Jelenlegi összfogyasztásuk az Egyesült Államok áramtermelésének 1,8-2%-át teszi ki. Központonkénti hozzávetőleges megoszlásban az IT-berendezések 50, a hűtés 25, a szellőzés 12, a szünetmentes áramforrások, átalakítók 10, a világítás és egyebek 3% fogyasztást jelentenek (amit a Microsoft IT-berendezésekre és világításra stb. kíván redukálni). Mivel a központok fogyasztása (2004 óta) évi 15%-kal növekszik, a jelenlegi tendencia folytatása mellett, az 1,8-2%-ból 2020-ra 10, 2030-ra 30-40% prognosztizálható.

Zöld törekvések

Az Amerikai Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége (Environmental Protection Agency, EPA) már 1992-ben elindította a monitorok, klímavezérlő berendezések és más technológiák energiahatékonyságát hirdető, elismerő és ösztönző Energy Star programot. Ez a kezdeményezés eredményezte például az „alvó" (sleep) üzemmódot, és magát a green computing kifejezést is. Az IT-ipar viszont csak az EPA 2007. január 31-i, a számítóközpontok hatékonyságáról tartott konferenciája óta foglalkozik komolyan a témával. Az Energy Star programot azóta szerverekre és számítóközpontokra is kiterjesztették; utóbbiak energiatakarékosság szerinti osztályozása 2010 januárjára várható. A zöld IT-t zászlajukra tűző világméretű ipari kezdeményezések, szerveződések közül Belady további négyet emelt ki:

– a számítóközpontok és számítógépes ökoszisztémák energiatakarékos működését figyelő Green Grid nemzetközi konzorciumot (2007),
– a Climate Savers Computing Initiative-t (CSCI, 2007), amelynek célja a PC-k áramfogyasztásának csökkentése aktív és inaktív állapotban, és az ezt támogató „zöld" termékekről katalógust készít,
– a Standard Performance Evaluation Corp. (SPEC, 1988) független tesztelő szervezetet,
– az adatközpont-környezetek számára irányvonalakat kidolgozó American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers Technical Committee 9.9-et (ASHRAE TC9.9, 2003).

Olcsóbbat, hatékonyabbat!

A központok energiafogyasztását több trend határozza meg: egyrészt olcsóbbak és hatékonyabbak a számítógépek, aminek következtében több a felhasználó, másrészt, a cloud computing elterjedésével a számítóközpontok szerepe még fontosabb lett. A jövő azonban nem jelent választási kötelezettséget környezet és gazdaság közti: „költség és fenntarthatóság egy és ugyanaz. Rendkívül szerencsések vagyunk, hogy olyan iparágban tevékenykedünk, ahol a kiadások csökkentése és a zöld szempontok érvényesítése egymás szinonimái."

A problémára már legalább tíz éve figyelmeztető Belady és munkatársai a kettő közti átfedéseket keresik. A cégek eddig főként az IT-berendezések költségoptimalizálására összpontosítottak. Manapság a modern központok tervezői és üzemeltetői az energiafelhasználás valamennyi fázisát vizsgálják, céljuk a jelenlegi magas költségek/alacsonyszintű hatékonyságot (szabványosítással, célszerűségi szempontok érvényesítésével) alacsony költségek/magasszintű hatékonyságra változtatni.

A Microsoft-modell

A „zöld" törekvésekben élenjáró Microsoft – és a vállalat számítóközpontjainak tervezésében fontos szerepet betöltő Belady – ugyanezt teszi. Az eredmény: központjaik fogyasztása a hagyományos központok globális átlagánál 30-50%-kal kevesebb. Egyik legfontosabb tevékenységük az energiafelhasználás hatékonyságának (power usage effectiveness, PUE), a rendelkezésre állás és a teljesítmény folyamatos valósidejű nyomonkövetése, monitorozása, megfelelő mérőeszközökkel történő mérése minden egyes számítóközpontjukban. Nem számít, hogy a központok mennyire öregek, mennyire kicsik, a működtetésükről csak így lehet – a helyes üzleti döntések meghozásához szükséges – teljes képet alkotni. (A PUE mutató átlagosan 2, a Microsoftnál jelenleg 1,6 körüli, amit 2012-ig 1,1-1-re szándékoznak csökkenteni. A mutató kiszámolása úgy történik, hogy a központ működtetésére felhasznált energiamennyiséget elosztjuk az IT-tevékenységekre fordított energiamennyiséggel.)

Belady a cég legjobb módszerei között megemlíti még a meleg és a hideg levegő összekeverésének megszüntetését, a jobb hőmérséklet-irányítást és levegőáramlás-eloszlást, a központban végbemenő folyamatok holisztikus optimalizálását, az ipari partnerektől való tanulást és a tapasztalatok megosztását is.

Mit tartogat számunkra a jövő?

A hatékonyság irányába történő eltolódás fontos szemléletváltás alapozza meg: „energiáról, vízről erőforrásként beszélünk. Arra lenne szükség, hogy a számítási műveleteket szintén erőforrásoknak tekintsük." Sokkal inkább viselkedésbeli, s nem technológiai problémáról van szó. Ez a gondolkodás vezet a hatékonyabb létesítménygazdálkodást szemléltető következőgenerációs („Generation 4") számítóközpontokhoz, amelyek – ellentétben a hét minden napján, napi 24 órában a szerverek teljes kapacitásával működő régiekkel – az erőforrásokat racionálisabban használják fel.

A mai központok infrastruktúrájának létrehozása másfél évig tart, a szerverek csak akkor állnak munkába. A jövő központjai modulárisak, skálázhatók, „éppen időben" (just in time, JIT) legyártottak, (szabványos ISO vagy hasonló méretű) szerverkonténerekbe tehetők, melyeket kamionok, hajók stb. (nem minden veszély nélkül) oda szállítanak, ahol éppen szükség lesz rájuk.

A konténerek már a Microsoft harmadikgenerációs számítóközpontjában (Chicago) is fontos szerephez jutnak. Amíg a kamionokkal, hajókkal történő szállítás megkezdődik, a Microsoft gőzerővel folytatja a hatékony energiafelhasználó- és (például külső levegőt is hasznosító) hűtőrendszerekbe történő beruházásait, a szervertervezés optimalizálását, a napi energiafelhasználás felügyeletét, valamint a számítóközpontok ideális helyszínének kiválasztását. Olyan helyszínekét, ahol kevesebb széndioxid-kibocsátás várható.

A jövő (plug-and-play jelleggel működő) modellje lehetővé teszi, hogy az infrastruktúra mérete megfeleljen az üzleti követelményeknek, a cloud computing szolgáltatásoknak, csökkenjenek a kiadások és az elhasznált wattok. A számítóközpontok a digitális világ főszereplői maradnak, viszont – a hatékonyságukat célzó törekvések következtében – a fizikális világban hagyott lábnyomuk minden eddiginél zöldebb lesz.

Kömlődi Ferenc

1.	2.	3.
4.	5.	6.
7.	8.	9.
10.	11.	12.
13.	14.	15.
16.	17.	18.
19.	20.	21.
22.	23.	24.
25.	26.	27.
28.	29.	30.
31.	32.	33.
34.	35.	36.
37.	38.	39.
40.

Néhány adat a (magyar származású) előadóról:

A recognized leader in the industry, Christian Belady is Microsoft's Principal Infrastructure Architect for Global Foundation Services where his role is to improve both efficiency and cost in their online services infrastructure. His responsibilities include driving initiatives for sustainability in the data center and infrastructure space, and he is one of the key architects for the Generation 4 modular data centers.

Prior to joining Microsoft, Christian was a Distinguished Technologist for HP where his responsibilities included driving the technology direction in HP's server products and their environments as well as driving industry data center initiatives. In addition, his earlier employers include Convex Computers (acquired by HP), TI and IBM.

With over 70 US patents, Christian is an ASME and IMAPS Fellow and a founding member of ASHRAE's TC9.9, which is responsible for developing data center guidelines. He was one of the early architects of the Green Grid and is an active member today. He also works closely with government agencies globally to define efficiency metrics for data centers and servers.

Christian has published several dozen papers, is frequently quoted in the press, and is a featured speaker on power and cooling trends in the industry. Since the late 90s, the focus of his publications has been on data centers and the industry's need for engineering efficient computing environments. Christian holds engineering degrees from Cornell University (BS) and Rensselaer Polytechnic Institute (MS) and a business degree from the University of Texas at Dallas (MA).