Emerson montre aux centres de données comment réduire ses coûts énergétiques

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1 Emerson montre aux centres de données comment réduire ses coûts énergétiques Face à des budgets de plus en plus serrés, des inquiétudes sur l empreinte écologique, ainsi que des coûts de plus en plus élevés de l énergie, les directeurs et responsables des départements d informatique sont en quête de méthodes leur permettant de réaliser des économies, de réduire les consommations énergétiques et de mieux exploiter leurs centres de données aussi gourmands en termes d énergie que sensibles à la chaleur. En 2006, aux Etats-Unis seulement, les centres de données ont englouti près de 61 milliards de kilowatt-heures (kwh), à savoir quelques 4,5 milliards de dollars d électricité. Si la tendance actuelle en matière de consommation d énergie ne présente aucun signe d essoufflement, l agence américaine de protection de l environnement (U.S. Environmental Protection Agency) prévoit que les centres de données américains absorberont environ 100 milliards de kwh d ici 2011, soit 7,4 milliards de dollars chaque année et 2,5 % de la consommation électrique totale du pays. Cela n a jamais été fait auparavant. Pour aider l industrie à faire face à de tels problèmes, Emerson a développé Energy Logic, la toute première solution complète basée sur une analyse quantitative visant à réduire la consommation énergétique des centres de données, en se concentrant plus particulièrement sur la diminution de la charge thermique excessive à l origine du problème. L observation des mesures conseillées par Emerson permet de réduire d au moins 50 % la consommation d énergie d un centre de données grâce à des technologies existantes, tout en permettant par la même occasion à l industrie des centres de données d économiser des milliards de dollars en énergie à l échelle mondiale. Pour mettre au point ses recommandations, Emerson a basé sa consommation énergétique modèle sur un centre de données type de 465 m². Les ingénieurs de la société ont méticuleusement analysé les possibilités en économies d énergie, quantifié les économies possibles pour chaque mesure et identifié l impact de la réduction énergétique de certains systèmes sur la consommation des systèmes de soutien. L analyse a principalement permis de mettre en lumière le fait que le meilleur moyen de réduire la consommation énergétique au sein d un centre de données était de s attaquer dans un premier temps à l équipement informatique, car de

2 telles économies pourraient se répercuter à tous les niveaux de l infrastructure sous-jacente. Au sein du centre de données pilote d Emerson, l économie d un Watt au niveau des composants du serveur a, par exemple, permis d économiser en plus 1,84 W sans aucune action supplémentaire, soit un gain total de 2,84 W. Cette même analyse a permis à Emerson d identifier les 10 meilleures stratégies d amélioration de la consommation énergétique des centres de données, de l équipement informatique jusqu aux différents niveaux de l infrastructure sousjacente, systèmes de refroidissement inclus. La solution Energy Logic d Emerson constitue une feuille de route applicable quels que soient les fournisseurs. Toutes les technologies recommandées sont disponibles à ce jour et nombreuses d entre elles peuvent être intégrées dans le cadre de mises à niveaux technologiques de routine, réduisant ainsi les dépenses en capital. Le modèle Emerson prévoit également le calcul sur des périodes de rentabilisation/retour sur investissement de chacune des 10 stratégies en vue d aider les organisations à prendre des décisions mieux informées en ce qui concerne les technologies les plus adaptées à un centre de données particulier. Ces stratégies présentent également l avantage d alléger les trois contraintes les plus pesantes auxquelles sont confrontés les gestionnaires de centres de données à l heure actuelle, à savoir : la puissance, le refroidissement et l espace. L implémentation des 10 stratégies Energy Logic dans le centre de données pilote d Emerson, a permis de libérer les deux tiers d un espace au sol très précieux, un tiers de l alimentation sans interruption et 40 % des capacités de refroidissement de précision. Les 10 stratégies principales Energy Logic d Emerson Les 10 stratégies recommandées par Emerson en vue d améliorer la consommation d énergie dans les centres de données sont les suivantes : 1. Processeur à faible consommation : La puissance électrique à protection thermique des processeurs utilisés de nos jours est de 91 W en moyenne. Les équipementiers proposent des versions basse tension de leurs processeurs consommant en moyenne 30 W de moins que les processeurs standard, tout en offrant les mêmes performances que les modèles de plus haute puissance. De tels dispositifs peuvent réduire jusqu à 10 % la consommation électrique générale du centre de données.

3 2. Blocs d'alimentation haute efficacité : Le recours à des technologies de pointe en matière d alimentation permet d obtenir un rendement de plus de 90 %, soit une réduction de 124 kw de la consommation de puissance du centre de données, soit 11 % du total de kw. Notez que certains dispositifs d alimentation offrent de meilleures performances sous charges partielles que d autres ; celles-ci sont recommandées. 3. Gestion de l alimentation des serveurs : Les centres de données sont dimensionnés pour des situations extrêmes qui se rencontrent rarement. Sans logiciel de gestion de l alimentation, la consommation de puissance en état de veille est de 80 % ; une fois la solution de gestion de l alimentation activée, celleci chute à 45 %. Une telle opération permet d économiser 86 kw, soit 8 %, de la charge du centre de données. 4. Serveurs lames : La mise en commun de l alimentation, des ventilateurs de refroidissement et autres composants permet de réduire d environ 10 % la consommation des serveurs lames en termes de puissance par rapport à celle des serveurs équivalents montés en rack. Dans le cadre de son analyse, Emerson a noté que le remplacement de 20 % des serveurs en rack par des serveurs lames permettait une réduction de 1 % de la consommation énergétique totale. Même si une telle économie ne paraît que très minime, elle est très importante du fait qu elle permet d obtenir une architecture haute densité (voir le point 9 ci-dessous). 5. Virtualisation des serveurs : Parallèlement à l optimisation des technologies de serveur, la virtualisation est un processus de plus en plus déployé pour augmenter l utilisation des serveurs et réduire le nombre de serveurs matériels requis. Une telle virtualisation permet une réduction de 8 % de la consommation de puissance totale du centre de données dans une installation de 465 m². 6. Distribution d une alimentation secteur de tension plus élevée : Dans la plupart des centres de données américains, les systèmes d alimentation sans interruption alimentent les serveurs à une tension de 208 V. Le passage à une tension de 240 V permettra aux dispositifs d alimentation des serveurs de fonctionner de façon plus efficace et plus rentable. Le recours à un système de distribution de l alimentation secteur de tension supérieure permet de réaliser une réduction maximale de 2 % de la consommation énergétique. 7. Meilleures pratiques en matière de refroidissement : La mise en application de meilleures pratiques, telles que le colmatage des jours au niveau

4 du sol, le recours à des panneaux d obturation au niveau des espaces libres/ouverts du rack, ainsi que la prévention du mélange air chaud/air froid, permet de réaliser des économies. Le calcul numérique pour la dynamique des fluides constitue également un processus envisageable pour identifier les insuffisances et optimiser l écoulement de l air dans le centre de données. La mise en application de telles pratiques permet à elle seule d améliorer de 5 % le rendement du système de refroidissement et de réduire ainsi de 1 % les dépenses énergétiques totales de l infrastructure, sans pratiquement aucun nouvel investissement dans de nouvelles technologies. 8. Refroidissement à capacité variable : Des technologies récentes, tels que les compresseurs à défilement numérique et les mécanismes à fréquence variable intégrés aux climatiseurs de salle informatique, permettent de maintenir un rendement élevé à des charges partielles. Dans le cadre d un système de climatisation à refroidissement par eau, le recours à des mécanismes à fréquence variable a permis de réaliser des économies supplémentaires de l ordre de 4 % au niveau de la consommation électrique du centre de données. 9. Refroidissement supplémentaire haute densité : L optimisation du rendement énergétique du centre de données exige le passage de densités traditionnelles à un environnement capable de prendre en charge des densités largement supérieures. Une telle transition implique le décalage d une partie de la charge de refroidissement des climatiseurs de salle informatique traditionnels vers des unités de refroidissement complémentaires capables d offrir une réduction de 30 % des coûts associés au refroidissement. L analyse Emerson porte sur une installation comportant 20 racks d une densité de 12 kw chacun dotés d un système de refroidissement complémentaire, et 40 autres racks d une densité de 3,2 kw pris en charge par le système de refroidissement de salle traditionnel, aboutissant ainsi à une réduction de 6 % du coût total énergétique du centre de données. 10. Surveillance et optimisation : Des systèmes de contrôle du refroidissement peuvent surveiller les conditions de fonctionnement de l ensemble du centre de données, et coordonner les activités de différentes unités afin d éviter tout conflit. Dans le cadre de l analyse Emerson, des économies supplémentaires de l ordre de 1 % ont pu être réalisées grâce à une surveillance et un contrôle au niveau du système. En complément à ses stratégies Energy Logic, Emerson a également conçu une calculatrice de rendement Energy Logic permettant aux professionnels des

5 centres de données de mesurer le rendement énergétique de leur infrastructure et de comparer leurs performances par rapport à l énergie utilisée. Cette calculatrice permet également de mesurer l évolution dans la durée, d établir des priorités entre les différentes actions productives et de soumettre des rapports de progression à la direction.

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