JanWiersma.com

Energie verbruik Datacentra stabiliseert ??!?

Op 1 augustus j.l. kopte de New York Times:

Data Centers’ Power Use Less Than Was Expected

Data centers’ unquenchable thirst for electricity has been slaked by the global recession and by a combination of new power-saving technologies, according to an independent report on data center power use from 2005 to 2010.

Het artikel is gebaseerd op een onderzoek van Jonathan G. Koomey die voor Stanford University werkt en een bekende is in de datacenter wereld met eerdere onderzoeken.

Het onderzoek komt tot de conclusie dat de energie afname voor datacentra niet zo hard gegroeid is als eerder voorspeld werd in de rapporten van de EPA.

koomey-research

De reden voor de verminderde groei zou te vinden zijn in:

  • Economische crisis –> minder server verkoop en datacenter bouw;
  • Verminderde server aankoop door virtualisatie;
  • Inzet van energie efficiënte technologieën in IT systemen en datacentra.

Minder servers?

De eerste twee redenen zouden uit de server verkoop cijfers te halen moeten zijn en dat doet Koomey aan de hand van IDC cijfers van 2007 v.s. 2010. (pagina 20 rapport). Als we deze cijfers langs die van een andere markt analist liggen, Gartner, komen deze redelijk overeen. In september 2009 gaf Gartner aan dat de server verkoop zo’n 28% lager was dan die periode een jaar geleden (2008);

In the second quarter of 2009, worldwide server shipments dropped 28 per cent year-on-year, while revenue fell 29.4 percentage points year-on-year, according to Gartner, Inc.

“The server market remains constrained on a worldwide level,” said Jeffrey Hewitt, research vice president at Gartner. “Server sales have felt the impact of reduced budgets since the last half of 2008 and the second quarter of this year remained in the negative.”

In mei 2010 rapporteerde ze dat er een groei geboekt was van 23% ten opzichte van het voorgaande jaar (2009);

Worldwide server shipments grew 23 percent year over year in the first quarter of 2010, while revenue increased 6 percent, according to Gartner, Inc.
"We’ve seen a return to growth on a worldwide level, but the market has not yet returned to the historical quarterly highs that were posted in 2008,

Maar de groei was nog niet op het niveau van 2008. In november 2010 werd nog steeds groei gemeten van zo’n 14%. IDC gaf recent aan dat de verkoop in de lift zit en behoorlijk zal stijgen. Dit zou te danken zijn uit de wereldwijde uitrol van cloud computing initiatieven;

Investments in private and public clouds will spur worldwide server sales over the next four years to the tune of $9.4bn (£5.8bn), according to IDC.

<IDC> estimates 1.2 million systems that underpin public cloud deployments will be shipped by 2015, a compound annual growth rate of 21 per cent and 570,000 servers to be sold for private cloud implementations, CAGR of over 22 per cent.

Bij al deze server markt groei cijfers moet echter wel opgemerkt worden dat ze wel relatief zijn en zeggen niets over het feit of het energie efficiënte modellen zijn en of deze in hoog efficiënte datacentra terecht komen. Daarnaast is de focus van de eerder genoemde energie groei in datacentra onderzoeken, die van de US situatie en moeten de server verkoop cijfers dus per geografische markt bekeken worden.

Het lijkt echter valide om te stellen dat de dalende server verkoop heeft bijgedragen aan de verminderde groei van energie afname van datacentra.

Energie afname per server.

Als we kijken naar energie afname in een datacenter dan zien we dat er een hele energie keten is waar verbruik en verlies in optreed. Deze is duidelijk te zien in de DatacenterPulse Stack  of het Cascade Effect van Emerson:

The_cascade_effect

Deze laatste geeft een aardig beeld waarbij elke watt die bespaard word bij de bron totaal 2,84 watt aan besparing levert. Dit is uiteraard afhankelijk van alle schakels die er tussen zitten en de efficiëntie daar van. Als we kijken naar de totale energie last van een datacenter is het dus zeker interessant om te kijken naar de ontwikkeling van server componenten in de afgelopen jaren.

Dus de HP power calculator gepakt en een theoretische berekening gemaakt:

Productie Jaar Type CPU’s RAM HD Afname
2003 DL360 2 (PII) 4 2x 18GB 176W
2004 DL360G3 2 8 2x 36GB 360W
2008 DL360G5 2 (Intel L5240) 8 (low power) 2x 36GB 238W
2011 DL360G7 2 (Intel L5630) 8 (low voltage) 2x 60GB SSD 160W

Los van het feit dat dit een theoretische benadering is en n
ogal hoog over, levert het een aardig aanknopingspunt: in de server ontwikkeling hebben we een grote sprong gezien in energie toename met de komst van snellere systemen. Echter zijn er in de afgelopen 2 a 3 jaar grote stappen gemaakt in het terug dringen van dat energie verbruik. In bovenstaande berekening zien we dat een snelle quadcore machine met solid-state disken minder energie verbruikt dan zijn broertje met een Pentium 3 CPU uit 2003.

Een collega zetten mij recent op dit spoor toen we keken naar het aantal ampère dat er per rack verbruikt word en de groei hier van; bij rackmount servers bleek dit redelijk te stabiliseren en op bepaalde vlakken zelfs te dalen.

We kunnen dus wel stellen dat de servers die vandaag de dag gekocht worden zuiniger zijn dan voorheen en zeker bijdragen aan de daling die gesignaleerd word in het rapport van Koomey. Zeker als we het cascade effect er nog eens overheen gooien. De combinatie van efficiëntere servers, die beter uitgenut worden door virtualisatie zal het verhaal alleen nog maar versterken.

De grote glazen bol

De vraag is nu echter waar gaat het de komende jaren heen en zet de daling zich voort of is het slechts uitstel van executie? Het antwoord hier op ligt op een aantal vlakken:

1. Besparingen.

De ontwikkeling van energie zuinige servers zet zich voort. Neem als voorbeeld de inzet van de ARM en Atom CPU voor servers. Mensen die recent een keynote van mij hebben gevolgd weten dat ik daar een fan van ben en deze ontwikkeling op de voet volg. Voorbeeld: Low-power server startup pitches Intel Atom for Hadoop en zoals Gigaom enige tijd geleden melde:

ARM-based servers will consume a fraction of the power and space demanded by today’s most efficient servers. Performance per “core” will be lower, but clusters of these efficient nodes will consume perhaps as little as 1/10th as much power to deliver comparable performance. Couple that with huge gains in performance density to realize massive savings potential in data center capital expenditures.

De ontwikkelingen op het efficiëntie gebied van datacentra gaat ook door. De grote datacentra ontwikkelen zich langzaam naar de PUE onder de 1.1. Daar zien we de ontwikkeling in technologie en de discussie over temperatuur in het datacenter die ik al eerder in een blog behandelde. Er blijft echter een groot markt aandeel van kleiner datacentra die zich nog nooit druk heeft gemaakt over PUE. Deze zitten o.a. in kantoorpanden met hun datacentra. Google is nu gestart met een stuk bewustwording voor dit deel van de markt met de publicatie van hun Best practices

2. Groei.

Zoals ik beschreef in de Jevons Paradox blog zullen we de komende jaren behoorlijke groei zien in de cloud computing markt. Dit levert verhoogde afname van servers zoals IDC dus al schetste. Ook zal dit leiden tot meer en grotere datacentra. (Deze servers en datacentra zijn dan hopelijk wel zo efficiënt mogelijk..) Dit werd ook geschetst door Christian Belady (Microsoft) bij zijn toekomst schets van datacenter bouw markt.

Met de mate van groei in afname van cloud computing producten die nu al te zien is in de markt denk ik echter dat we Gartner (2007!) gaan volgen:

image

Ze hadden dan wel niet de economische crisis zien aankomen toen ze deze in 2007 opstelde, maar die scherpe daling mede dankzij nieuwe (efficiënte) technologieën is heden ten dagen wel te zien. De energie consumptie zal daarna weer toe nemen wegens de massale groei aan servers en datacentra vanuit Jevons paradox. Zoals Simon Wardley daarbij aangeeft:

By increasing efficiency and reducing cost for provision of infrastructure, a large number of activities which might have once not been economically feasible become economically feasible.

The effect of these forces is that whilst infrastructure provision may become more efficient, the overall demand for infrastructure will outstrip these gains precisely because infrastructure has become a more efficient and standardised component.

De ontwikkeling in energie efficiënte servers en datacentra zal de groei iets temperen maar de vraag is daarbij enkel: hoe hard gaat de totale groei en volgens welk (EPA) scenario ?

Meer: Blog J. Koomey

 

Note 1

Uiteraard roepen er mensen: “en blade servers dan?” – Daar waar we met HP blades in 42U rack 64 blade servers kunnen plaatsen (4x 16 a totaal 11kW), kunnen er in die zelfde 40U ‘maar’ 40 DL360G7 servers (a 6kW) uit de bovenstaande tabel. Dit geeft uiteraard verschil in het vermogen per rack. Blades leveren dus meer vermogen afname per rack, maar daarbij is de vraag of het economisch interessant genoeg is. (extra kosten voor enclosure, koeling, etc.. v.s. vierkantenmeter grond prijs)

Voor veel organisaties blijkt deze berekening niet positief uit te vallen getuigen het feit dat Gartner meld:

While blade servers continued to grow, they were outpaced by rack-optimized servers (with significant contributions from "skinless" server versions) this quarter. Blade servers grew 7 percent in shipments and 26 percent in vendor revenue; rack-optimized servers increased 23.7 percent in shipments and 31.2 percent in revenue for the quarter.

De inzet er van kent vele aspecten en factoren waarbij Amazon geen fan is van blades en eBay weer wel.

Zie: Why Blade Servers Aren’t the Answer to All Questions

Note 2

Bij het smijten van cijfers en berekeningen moet men altijd rekening houden met de The Flaw of Averages. Zie mijn eerder blog over benchmarks.

Share

Leave a Reply

Your email address will not be published.