DATA CENTER VERDE: eficiência energética para Data Centers

 

Data Centers verdes são projetados para ter maior eficiência energética com redução do consumo de energia e menor geração de impactos ao meio ambiente.

Por isso, são construídos com equipamentos de alta performance e organizados de forma planejada para reduzir o espaço físico e diminuir o gasto energético, bem como o consumo de água, papel ou outros insumos que envolvam recursos naturais.

Num Data Center verde, materiais e equipamentos costumam ser reciclados e reutilizados. Setores como climatização, backup e iluminação são projetados para operar com baixo consumo.

E fontes de energia renováveis – como a solar fotovoltaica – podem ser empregadas com ótimo custo-benefício para as empresas. Consequentemente, até mesmo a emissão de dióxido de carbono (CO²) – gás que eleva o efeito estufa – pode ser mitigada com medidas adequadas à chamada “TI verde”.

Mas por que sua empresa deveria investir em um Data Center verde? Ou, pelo menos, em medidas para aumentar a eficiência energética de seu Data Center? É o que veremos nesse post, que abordará:

  • Como a eficiência energética reduz os custos de operação de um Data Center?
  • Quais são os vilões da eficiência energética num centro de dados?
  • Que medidas de eficiência costumam ser utilizadas em um Data Center verde?
  • Como anda o PUE – índice que mede a eficiência de Data Centers – no mundo?
  • Novas pesquisas e tendências sobre a eficiência energética de Data Centers. Vamos a elas!

 

Por que investir em um Data Center verde com eficiência energética?

 

Resumidamente, além de apresentarem menor impacto ambiental em sua operação, Data Centers verdes ou eficientes consomem menos energia elétrica, o que diminui custos operacionais para as empresas.

De acordo com um levantamento do Uptime Institute, o consumo de energia em um Data Center representa 44% do custo total de operação (CTO). Isso ocorre basicamente porque servidores cada vez mais velozes exigem muita energia elétrica para trabalhar e, consequentemente, produzem mais calor. Este, por sua vez, demanda mais energia para refrigeração e outros subsistemas.

A boa notícia é que o consumo pode ser reduzido com investimentos em medidas que aumentam a eficiência energética dos Data Centers. Para isso, é preciso avaliar os principais consumidores de energia em um Data Center, que são:

Cargas críticas (sala de equipamentos e serviços de TI), que representam em torno de 50% do consumo energético.

  • Sistema de climatização, responsável por 37% do total consumido.
  • Fontes de alimentação (UPS), que correspondem a 10% do consumo energético.
  • Sistema de iluminação, que representa em torno de 3% da energia consumida por um Data Center.

 

Gráfico Consumo de Energia em Data Centers

 

Essa composição de custos mostra que três fatores são essenciais para reduzir o consumo de energia e aumentar a eficiência energética dos Data Centers:

  1. Adotar projetos contemporizados ao cenário atual, que priorizem equipamentos de alta eficiência, com foco no desempenho da TI.
  2. Investir em infraestrutura mecânica, elétrica e sistemas de climatização de alta precisão que reduzem o consumo de energia elétrica e aumentam a eficiência energética do DC.
  3. Adotar processos e práticas de gestão que combatam o desperdício e favoreçam a eficiência energética.

Um bom começo é perguntar: “Como anda a eficiência energética do meu Data Center”? É o que veremos a seguir.

 

 

Reduza o PUE e torne-se um Data Center verde

 

O índice PUE (Power Usage Effectiveness) é utilizado internacionalmente para medir a eficácia do uso de energia em um Data Center.

Basicamente, o PUE é o resultado da relação entre o consumo de energia total do Data Center e o consumo energético de seus equipamentos.

Quanto mais o PUE se aproxima de 1, mais eficiente é o Data Center. O PUE 1 indica 100% de eficiência.

Em Data Centers convencionais que não adotam medidas de eficiência energética, o índice costuma se aproximar de 3. Esse número indica que o gasto total de energia do Data Center é três vezes maior que o consumo dos equipamentos de TI.

Ou seja: para cada watt gasto por equipamentos de TI, outros dois são usados para abastecer sistemas complementares, como energia e arrefecimento.

Um PUE alto, portanto, pode significar que sistemas de apoio (como climatização e backup de energia) estão elevando o consumo do Data Center e a conta de luz.

Nesses casos, pode ser o momento de investir em estratégias para aumentar a eficiência energética, tornando o Data Center um pouco mais verde.

 

 

O PUE hoje na eficiência energética de Data Centers

 

De acordo com o Annual Data Center Survey Results, levantamento realizado pelo serviço de inteligência do Uptime Institute, o PUE médio em 2019 foi de 1,67.

A pesquisa revelou que a densidade dos racks é cada vez maior. Isso indica o aumento na concentração de equipamentos para reduzir espaço físico, aumentar o desempenho e adaptar a capacidade dos Data Centers à constante elevação das demandas de TI.

O problema é que a chamada “alta densidade” costuma gerar pontos quentes e um consumo de energia cada vez maior.

Por esse motivo, as estratégias de refrigeração devem ser repensadas. A intenção é contemplar essa tendência e garantir a elevação da eficiência energética dos Data Centers no mundo todo.

“Enquanto gerentes e operadores devem permanecer vigilantes e procurar manter altos níveis de eficiência das instalações, ganhos maiores podem ser encontrados concentrando-se na eficiência de TI” – recomenda o estudo.

A boa notícia é que, com o desenvolvimento de servidores de alta eficiência energética e o maior investimento das empresas nessa tecnologia, o PUE médio tem diminuído, ainda que levemente nos últimos anos. Dos 1,67 registrados em 2019, o índice caiu para 1,57 em 2021 e, em 2022, segundo o Global Data Center Survey 2022, chegou a 1,55.

 

 

 

Como elevar a eficiência energética e deixar seu Data Center verde

 

Para tornar um Data Center mais eficiente ou transformá-lo em um green Data Center, é essencial realizar uma auditoria do consumo energético.

“Um diagnóstico feito com equipamentos precisos de medição nos ajuda a encontrar os pontos quentes. Consequentemente, gerar um mapa térmico do Data Center. Com ele podemos definir a melhor distribuição dos equipamentos de TI. O objetivo é potencializar o sistema de refrigeração e reduzir bastante o PUE. Ou seja, o consumo de energia” – explica o diretor técnico da Zeittec, Fabrício Costa.

Após o diagnóstico, estratégias são projetadas para tornar o Data Center mais verde. A eficiência energética pode ser melhorada com a adoção de medidas que vão da reorganização do Data Center ao seu monitoramento. Entre as medidas indicadas para reduzir o PUE e ampliar a eficiência energética de um Data Center estão:

 

Otimizar a utilização dos servidores

 

Muitas empresas possuem equipamentos subutilizados ou dados duplicados em mais de um equipamento. Reorganizando as informações, é possível reduzir o número de servidores. Portanto, realizar a chamada “deduplicação” e identificar qual é a capacidade de armazenamento necessária pode significar o desligamento de máquinas ociosas. E com isso, há economia de energia e manutenção.

 

Consolidar servidores

 

A consolidação é feita com a utilização de várias máquinas virtuais para cada computador físico que atua como servidor. Consolidar servidores aumenta a taxa de utilização desses equipamentos. Com isso, são reduzidos os custos operacionais, espaço físico e consumo de energia com TI e refrigeração.

 

Reduzir custos com a inatividade de servidores

 

Dados apontam que a maior parte dos servidores opera com 10% a 15% de utilização. O problema disso é que quando em inatividade, um servidor pode consumir até 30% do que gastaria no pico de utilização. Portanto, a remoção de servidores inativos pode melhorar a eficiência das máquinas e do Data Center como um todo.

Utilizar equipamentos com alta eficiência energética

 

De acordo com a revista Computer World, “um watt economizado nos servidores equivale a salvar outro em resfriamento”. Portanto, investir em máquinas com boa tecnologia de eficiência energética é cada vez mais fundamental para reduzir o consumo nos Data Centers.

A aposta em TI de alta eficiência é apontada como uma das principais medidas para diminuir o consumo de energia e tornar o Data Centers mais verdes nos próximos anos.

 

Apostar em sistemas de monitoramento e gerenciamento

 

Com sistemas informatizados de gestão de Data Centers, baseados em monitoramento com sensores, é possível controlar o consumo de energia ligando, desligando ou limitando atividades de acordo com momentos de maior ou menor demanda.

Além disso, ferramentas modernas de gerenciamento permitem acompanhar de perto os KPIs (Key Performance Indicators) – indicadores de resultados que apontam o que não anda bem e precisa ser corrigido ou melhorado no desempenho do Data Centers.

Sistemas de monitoramento remoto, como o DCIM, permitem olhar para a eficiência energética do Data Center de modo global, tomando medidas em tempo real, mesmo à distância.

→ Saiba mais sobre a gestão de Data Center com sistemas digitais (DCIM)!

 

Utilizar sistemas de climatização de precisão

 

Esses sistemas são projetados para garantir maior eficiência energética. Se os equipamentos do Data Center funcionarem com temperatura acima da ideal, terão redução de performance. Além disso, mais energia será necessária para que os refrigeradores possam resfriar as máquinas.

→ Leia tudo sobre o assunto em nosso post sobre climatização de precisão para Data Centers.

 

Otimizar o fluxo de ar

 

Utilizando estratégias como a de corredores quentes e frios, é possível evitar a formação de pontos quentes e elevar a eficiência, tornando o Data Center mais verde.

No caso de insuflamento de ar do tipo downflow, ou seja, aquele em que o ar frio circula por baixo do piso elevado, é fundamental a utilização de grelhas de alta vazão. Bem como um projeto de infraestrutura que seja pensado levando em consideração o fluxo de ar por baixo do piso elevado.

Nesse caso, também não podemos esquecer de vedar os cortes do piso elevado com elementos próprios para essa finalidade. Isso evita o by-pass, que ocorre quando o ar frio que sai do ar-condicionado é refletido pelo chão ou por móveis sem passar pelos servidores.

Além disso, outras medidas simples, como a adoção de confinamento de corredor quente ou frio e a aplicação de painéis de fechamento nos espaços vazios dos racks também contribuem muito para o aumento da eficiência energética do Data Center.

 

Apostar em alternativas de refrigeração

 

É o caso da climatização híbrida, que combina o ar-condicionado de precisão com sistemas de arrefecimento a água. Ou ainda dutos que aproveitam o ar externo ao Data Center, a fim de diminuir os custos com refrigeração.

 

Utilizar energias renováveis, como a solar

 

Num sistema de geração solar fotovoltaica, os painéis solares duram em média 25 anos. O retorno do investimento ocorre em 4 a 6 anos. Sobram aproximadamente duas décadas para utilizar a energia solar produzida no telhado ou em painéis em torno do Data Center.

O consumidor que produz energia solar no sistema on grid  é conectado à matriz energética brasileira. Com isso, repassa à operadora local a energia excedente que não consome. Em compensação, recebe créditos que são abatidos automaticamente, reduzindo a conta de luz nos meses de baixa produção solar.

 

Estruturar processamento e layout do Data Center

 

Adotar medidas de gestão, ajustar o processamento e reorganizar o Data Center ajuda a evitar a criação de áreas quentes. Sem exigir grandes investimentos, a aposta em uma metodologia verde reduz naturalmente gastos com refrigeração e operações de TI.

Portanto, um Data Center verde dependerá cada vez mais de bons projetos e gerenciamento correto.

Clique na imagem abaixo para conhecer  17 estratégias que você pode adotar para elevar a eficiência energética do Data Center da sua empresa!

 

17 estratégias para ECONOMIZAR ENERGIA EM DATA CENTERS

 

 Tendências da eficiência energética para Data Centers

 

Estudos recentes mostram que, na última década, houve ganhos substanciais na eficiência energética dos Data Centers. Graças a três fatores:

  • um grande foco em infraestrutura mecânica e elétrica
  • melhorias em design e equipamentos
  • otimização da gestão e processos.

O Beyond PUE,  divulgado em janeiro de 2020 pelo Uptime Institute, enfatiza que serão necessárias novas estratégias de ação daqui para a frente, entre elas:

 

Investir na eficiência dos servidores

 

De acordo com a pesquisa do Uptime – feita com 300 Data Centers – 40% dos servidores com mais de cinco anos realizam apenas 7% do trabalho e consomem mais de 65% da energia dos Data Centers.

Isso ocorre devido à ineficiência de equipamentos obsoletos. A dica é atualizar o ciclo de vida dos servidores. Instalar sempre equipamentos com maior capacidade de processamento e menor consumo energético.

 

Aumentar o índice de utilização dos servidores

 

A análise do Uptime Institute mostra que o aumento da utilização dos servidores “pode gerar muito mais economia que a redução da PUE, com muito menos investimento inicial”.

Com níveis médios de utilização em torno de 25%, há muitas possibilidades de aumentar a eficiência dos Data Centers. Sem grande esforço.

 

Combater a “energia ociosa”

 

A pesquisa do Uptime aponta que, nos últimos anos, houve elevação da performance por watt dos equipamentos de TI. Mas esta foi acompanhada por um aumento do consumo de energia ociosa.

De acordo com o estudo, isso pode estar ocorrendo porque os servidores ganharam maior número de núcleos para aumentar seu desempenho. E servidores com vários núcleos tendem a ficar ociosos uma parte substancial de seu tempo.

Dessa forma, o aumento da energia ociosa pode compensar os ganhos de energia com o melhor desempenho que os equipamentos de TI passaram a apresentar recentemente.

Portanto, a dica é optar por servidores com menor número de núcleos. Desta forma se equilibra o alto desempenho do servidor com a eficiência geral do sistema.

 

Focar em gestão e monitoramento

 

De acordo com a pesquisa do Uptime, em 2020 a litografia dos processadores estagnou em 14 nanômetros (nm). Quanto mais baixa a litografia dos processadores, maiores são seu desempenho e eficiência energética.

Essa relação evolui desde a década de 60 na velocidade da Lei de Moore. Ela estabelece que o poder de processamento dos computadores deve dobrar a cada 18 meses. Dessa forma, migramos de um 386 com litografia de 1 micrômetro (1000 nanômetros) na década de 80 para processadores de 14 nm em 2020, com uma nova geração de 5 a 3nm esperada ainda em 2022.

No entanto, o ritmo dessa evolução tem mostrado sinais de queda. Isso significa que não será possível apostar apenas na eficiência dos equipamentos de TI.

Em outras palavras, ações de gestão e monitoramento serão cada vez mais importantes para continuar elevando a eficiência energética de Data Centers.

“Com o ganho de PUE no platô, as principais oportunidades de economia de energia no futuro terão que vir da mudança do foco para as melhores práticas de otimização de TI” – salienta o estudo.

 

Adotar redundância na medida certa

 

Em um Data Center verde, a redundância – repetição de equipamentos para evitar downtimes (paralisações não programadas) – precisa ser projetada na medida certa.

Um Data Center seguro precisa ser resiliente e possuir certo nível de redundância capaz de garantir o funcionamento ininterrupto e evitar enormes prejuízos com downtimes.

No entanto, se a redundância for superdimensionada, eleva drasticamente o consumo de eletricidade do Data Center.

Por isso, o Uptime Institute ressalta que adotar uma estratégia de redundância com o tamanho ideal pode reduzir o consumo energético em até 90%. Bons projetos, feitos por profissionais contemporizados, são a solução para esse cenário.

→ Saiba mais em nosso post sobre níveis de redundância em Data Centers.

→ Você também pode tirar dúvidas a respeito das camadas de segurança e redundância em nosso post sobre Data Centers Tier III e Tier IV.

 

Data center Verde

 

Consolidar a infraestrutura dos Data Centers verdes

 

A pesquisa do Uptime Institute apontou que 80% dos Data Centers contêm menos de 25 racks. Isso representa uma oportunidade significativa de consolidação, “que pode ser alcançada através da racionalização da infraestrutura organizacional interna”. Além de colocation e virtualização.

Como vimos nesse post, o objetivo principal da adoção de medidas de eficiência energética é obter a diminuição dos custos operacionais do Data Center. E a consequência inevitável é a redução de danos ao meio ambiente, fundamental hoje para marcas sólidas.

 

Eleve sua eficiência com a Zeittec

 

A Zeittec tem mais de duas décadas de atuação no mercado nacional de Data Centers corporativos.

Somos especialista em todos os serviços que as empresas precisam ter um centro de dados eficiente, robusto e resiliente.

Para isso, fazemos a avaliação de riscos (Data Center Assessment), o projeto, a construção, a manutenção, o moving dos ativos de TI, o comissionamento e a reforma de Data Centers.

Algumas de nossas obras mais recentes no Brasil são:

Conheça aqui vários Data Centers de alta segurança da Zeittec que foram premiados!

 

Contate-nos aqui para tornar seu Data Center mais verde ou começar novos projetos com alta eficiência energética.

Se preferir, venha até a Zeittec para conhecer nossa equipe e falar sobre as necessidades de sua empresa.

Fomos úteis? Compartilhe!  Obrigado pela visita e até breve!

 

Comentários

Adenilson

Boa Tarde prezado(a),

Gostaria de saber se vocês realizam manutenção em algum desses equipamentos abaixo e quais seriam os custos envolvidos:

– fontes de alimentação para servidores HP modelo ProLiant DL385p Generation 8, compatibilidade total com a fonte HP 460W HOT-PLUG (PART NUMBER: 499250-101);

– fontes de alimentação para switch core HP modelo A7510

No caso as fontes pararam de funcionar, comprometendo o funcionamento de alguns de nossos servidores do nosso datacenter.

grato,

Adenilson

08/03/2022

Paulo de Siqueira

Bom dia, Adenilson. Ligue para a gente. O telefone é: (41) 3334-1143. Obrigado!

14/03/2022