UvA Groene IT Strategie

UNIVERSITEIT VAN AMSTERDAM

Informatiseringscentrum

Bestandsnaam : UvA_groene_IT_strategie.doc Auteur : Hans Coppens 1/9

Versie : 0.9= concept Type : Informatiseringscentrum strategie

Datum : Augustus 2008

UvA groene IT strategie

Onderdeel van de infrastructuur architectuur van de UvA

1 .......................................................................................................................................................3 Inleiding

2 .......................................................................................................................................................4 Strategie

3 ....................................................................................................................................................4 Nulmeting

3.1 ................................................................................................................................ 4 Energieverbruik

4 ...............................................................................................................................................6 Werkplekken

5 ...................................................................................................................................................7 Datacenter

5.1 .............................................................................................................................................. 7 Servers5.2 .............................................................................................................................................. 8 Storage5.3 ............................................................................................................................................. 8 Koeling

6 ................................................................................................................8 Low hanging fruit & quick wins

© Copyright 2008, Universiteit van Amsterdam.

Alle rechten zijn gereserveerd. Reproductie, geheel of gedeeltelijk, zonder schriftelijke toestemming van de eigenaar is verboden. Wanneer u vragen of opmerkingen heeft over dit document dan kunt u deze richten

aan de Universiteit van Amsterdam, afdeling IC +31(20) 525.2741.

Documentbeheer

versie datum Auteur status wijzigingen op hoofdpunten

0.1 18-07-2008 Hans Coppens concept n.v.t.

0.9 08-2008 Hans Coppens concept Aangevuld en opmerkingen Pierre Debets en Arno Smit verwerkt

Samenvatting






De zorg om het klimaat neemt toe. Naast de auto en het vliegtuig komt ook IT meer onder vuur te liggen als een significante bron van CO2 emissie. Een IT organisatie kan het niet meer maken geen aandacht aan ‘groene IT’ te besteden.

Door toename van ICT apparatuur en vooral door het steeds krachtiger worden van apparatuur neemt het energieverbruik snel toe. Door de hogere energie dichtheid van servers levert warmteproductie en beschikbaarheid van stroom in steeds meer rekencentra problemen op. Met de snel stijgende prijs van elektriciteit levert het ook torenhoge energierekeningen op. Gartner verwacht dat het aandeel van energiekosten op het IT budget binnen enkele jaren stijgt van 10 naar 50%.

Kapstok 1e orde effecten: het energieverbruik door de ICT-sector zelf

Elektriciteitsverbruik o PC’s , printers o Datacenter ( Servers, Storage, koeling) o Netwerk

E-waste 2e orde effecten: gebruik van ICT om de energieconsumptie in andere sectoren naar beneden te brengen bijvoorbeeld het inperken van mobiliteit door medewerkers (en studenten) door goede collaboratie middelen te bieden, waardoor eenvoudiger op afstand gewerkt kan worden

Strategie De UvA wil zo min mogelijk schade toebrengen aan de omgeving. De UvA positioneert zich liever als een deel van de oplossing dan deel van het probleem van maatschappelijke issues.

Het denken over groene IT is nieuw voor de UvA. Daarom is het goed in eerste instantie een gematigde insteek te kiezen.

Daartoe richten we ons vooral op de volgende aspecten: Beperking van elektriciteitsverbruik door IT apparatuur Verantwoord afvoeren van oude apparatuur Leveranciers aanspreken op hun bijdrage aan groene IT (ketenmanagement)

Om inzicht in de problematiek te krijgen doen we eerst een nulmeting. Deze kwantificeert de huidige bijdrage en biedt de mogelijkheid om vooruitgang te monitoren.

We richten ons eerst op het zogenaamde low hanging fruit en quick wins: acties die weinig investering vergen, snel zijn te implementeren en snel resultaat laten zien.

Nulmeting Een eerste globale schatting van het energieverbruik van de UvA ICT op jaarbasis: Werkplekken: 7500 stuks € 670.000 Servers: 300 stuks * € 787 = € 236.000 Netwerk apparatuur € 240.000 Storage: € 50.000 Totaal € 1.180.000

Low hanging fruit& quick wins

Voorkomen dat apparatuur onnodig aan staat: PC power management invoeren

Consolidatie van apparatuur Energiezuinige apparatuur aanschaffen bij vervanging Het aanspreken van leveranciers






1 Inleiding

De zorg om het klimaat neemt toe. Naast de auto en het vliegtuig komt ook IT meer onder vuur te liggen als een significante bron van CO2 emissie. Een IT organisatie kan het niet meer maken geen aandacht aan ‘groene IT’ te besteden.

Datacenters groeien langzaam vol met servers en storage. Rekencentra zijn grootverbruikers van energie. IT is een enorme stroomvreter geworden. De dorst van IT naar energie is onstilbaar (vergelijkbaar met de verslaving aan olie). Het is allemaal goedkoop: servers, storage en energie. Het stroomverbruik door datacenters is in 6 a 7 jaar verdubbeld, en dit gaat maar door. De energiekosten worden nu al hoger dan die van apparatuur. De snel stijgende tarieven van elektriciteit, geschat op 30% per jaar, leiden tot een schatting van analisten dat het energie budget binnen 5 jaar stijgt van 10 naar 50% van het totale IT budget. Dan gaat de helft van het IT budget naar energie en koeling. Zowel uit financieel als milieu oogpunt is een besparing daarop gewenst. Niemand twijfelt er aan dat de energie honger van datacentra al zijn piek heeft bereikt. Zonder maatregelen zal het datacenter meer energie blijven vragen door toename van krachtigere computers. Internet is a climate killer. De hoeveelheid data op internet verdubbeld elke 4 maanden. Er zijn webhosting bedrijven met 500 medewerkers die meer uitgeven aan energie dan aan personeel. Een enkel datacenter verbruikt meer energie dan een stad met 280.000 inwoners!

De IT sector staat aan de vooravond van een groene revolutie. Er treed een toenemende bewustwording op: IT is de volgende op het aandachtslijstje na vliegtuig en auto. IT loopt het risico als onderdeel van het klimaat probleem te worden gezien. D.m.v. zelfanalyse kan het zichzelf positioneren als onderdeel van de oplossing, vooral door CO2 reductie (lees energieverbruik)

De makkelijkste manier om de IT groener te maken is te focussen op het elektriciteitsverbruik. (financiële onderbouwing + business doel: voldoende stroom). Groen is soft, kosten besparingen zijn hard. Duidelijk maken om hoeveel geld het gaat. We moeten naar meer energie efficiency (en minder verspilling)

2 Kapstok

1e orde effecten: het energieverbruik door de ICT-sector zelf Elektriciteitsverbruik

o PC’s , printers o Datacenter ( Servers, Storage, koeling) o Netwerk

E-waste 2e orde effecten: gebruik van ICT om de energieconsumptie in andere sectoren naar beneden te brengen bijvoorbeeld

het inperken van mobiliteit door medewerkers (en studenten) door goede collaboratie middelen te bieden, waardoor eenvoudiger op afstand gewerkt kan worden

inzetten van slimme energiemeters om meer inzicht te krijgen in energiegebruik en verspilling van energie

inzetten van intelligente software die de verwarming en verlichting regelt aan de hand van gedragspatronen en weeromstandigheden






3 Strategie

De UvA wil zo min mogelijk schade toebrengen aan de omgeving. De UvA positioneert zich liever als een deel van de oplossing dan deel van het probleem van maatschappelijke issues.

Het denken over groene IT is nieuw voor de UvA. Daarom is het goed in eerste instantie een gematigde insteek te kiezen. Van passief naar measured environmentalist

Daartoe richten we ons vooral op de volgende aspecten: Beperking van elektriciteitsverbruik door IT apparatuur Verantwoord afvoeren van oude apparatuur Leveranciers aanspreken op hun bijdrage aan groene IT (ketenmanagement)

Om inzicht in de problematiek te krijgen doen we eerst een nulmeting. Deze kwantificeert de huidige bijdrage en biedt de mogelijkheid om vooruitgang te monitoren.

We richten ons eerst op het zogenaamde low hanging fruit en quick wins: acties die weinig investering vergen, snel zijn te implementeren en snel resultaat laten zien.

Deze richten zich vooral op het tegengaan van verspilling: Apparatuur die niets staat te doen uitzetten Apparatuur die weinig doet consolideren Energiezuinige apparatuur aanschaffen

4 Nulmeting

Het is belangrijk om een aantal kenmerken te hebben waarmee de huidige status en gewenst gebruik in beeld kan worden gebracht. Hiervoor komen veel verschillende kenmerken in aanmerking. We beperken ons in eerste instantie tot:

Het energiegebruik, hetgeen direct om te rekenen is naar CO2 emissie Het percentage verantwoord afgevoerde apparatuur

4.1 Energieverbruik

De belangrijkste onderdelen van energieverbruik zijn: Werkplekken Servers Netwerk componenten storage

Werkplekken Een PC gebruikt gemiddeld 130W, exclusief monitor. Als deze vooral tijdens kantoortijden aan staat is dit 50 weken * 40 uur per week = 2000 uur. Het jaarverbruik is dan 260KWh (€ 38). De monitor verbruikt ongeveer 30W. Jaarverbruik 60KWh (€ 9).

Een werkplek die altijd aan staat kost 130 W * 24 uur * 365 dagen * €0,145 = €165 per jaar (1140 KWh per jaar).

Uit metingen blijkt dat ongeveer 30% van de UvA werkplekken ook in het weekend aan staat.

In totaal komen we dan op een jaarverbruik van :

5.000 * € 38 = € 190.000

2.500 * € 165 = €412.500






Totaal € 600.000

Voor de monitor 7.500 * € 9 = € 67.500

Totaal dus 670.000 euro voor de werkplekken

Printers Aantal printers * verbruik

Papier verbruik speelt een grotere rol in milieubelasting dan het energieverbruik van de printers

Servers Een server verbruikt ongeveer 400 Watt. Omdat deze veelal in een rekencentrum staat, waar koeling en stroomvoorziening een overhead van 55% vormen, is het totale verbruik 620 W.

Deze apparatuur staat continu aan. Dus vermenigvuldig met 365 dagen * 24 uur levert dit een jaarverbruik van 5,43 MWh. Vermenigvuldigd met een stroomprijs van 14,5 eurocent per Kwh is dit € 787 per jaar.

De UvA heeft ruim 300 servers operationeel. Dit levert een totaal verbruik van 1.630 MWh ( € 235.000)

Netwerk componenten De netwerkapparatuur bestaat uit centrale routers en switches. Door het gebruik van power over Ethernet voor de telefoons wordt er ook voor de telefonie stroom geleverd door de netwerkswitches.

Een standaard switch gebruikt ongeveer 500 W. Voor PoE komt hier ongeveer eenzelfde waarde bij. De core routers verbruiken ongeveer 1.500 W per stuk.

De switches staan ook nog achter een UPS, die ook stroom verbruikt. Bovendien worden ze afhankelijk van de lokale situatie gekoeld.

Een eerste meting van de netwerkcomponenten:

er zijn ongeveer 240 netwerk componenten in gebruik daarvan geven er ongeveer 100 hun actuele energiegebruik weer. Deze

gebruiken ongeveer 1 KW per stuk, inclusief PoE de overige netwerkcomponenten hebben een verbruik van geschat 150W We komen op een verbruik van 100*1000 + 140*150 = 120 KW Op jaarbasis is dit 1.000 MWh Dit levert een netto verbruik van € 145.000.

dit is exclusief koeling en UPS Een deel van deze apparatuur staat in datacenters waar hij ook gekoeld moet

worden. Er moet dus nog een factor tot 1,55 over heen. We komen dan op een totaal kosten van ongeveer 225.000 euro per jaar

Storage Het huidige SUN Storagetek SAN bestaat uit een 6-tal storage eenheden en 6 SAN switches. De storage eenheden verbruiken ongeveer 2KW per stuk. Het energiegebruik van de switches varieert van 45 tot 100W. De SUN SAN omgeving verbruikt bij elkaar ongeveer 12,5 KW.

Hiernaast staan er ten behoeven van blackboard en ADG nog een 6-tal SUN X4500 storage boxen. Deze verbruiken ook ongeveer 2 KW per stuk.

Storage apparatuur staat continu aan (365 dagen * 24 uur). Bovendien staat deze apparatuur in een gekoeld datacenter, waardoor de overhead van het datacenter hier boven op komt.

We komen op een netto starage energieverbruik van 214 MWh per jaar. Met een factor 1.55 voor datacenter inefficiëntie is het jaarverbruik 332 MWh.






Vermenigvuldigd met een prijs van € 145 per MWh komt dit op ongeveer € 50.000 per jaar.

Totaal

Verbruik in MWh Verbruik in euro

Werkplekken 4.620 670.000

Servers 1.630 235.000

Netwerk apparatuur 1.550 225.000

Storage 332 50.000

Totaal 8.132 1.180.000

In totaal komen we op een energieverbruik van ongeveer 1,2 miljoen euro per jaar voor ICT.

Bij een CO2 uitstoot van 462.5 gram per KWh voor Nuon 3.760 ton CO2

5 Werkplekken

Energie verbruik van werkplekken:

Type Verbruik

Thin client 3 – 30 W

Standaard desktop 100 – 200 W

High end machine 300- 1.000 W

laptop 30 – 90 W

Monitoren

Grootte normaal Standby stand

LCD 17’’ 30 W 1 W

LCD 19’’ 40 W 1 W

Verbeteringen PC power management

Zorgen dat PC’s s’nachts en in het weekend uit gaan!

Minder energie gebruiken als het niet nodig is (door onderdelen of de hele machine af te schakelen als deze niet gebruikt wordt).

Windows Vertraging

Actief gebruik 200 W (130 – 400)

S1 – Power on suspend, standby

100 W (75 – 145) 2 sec

S3 – Suspend To Ram slaapstand

8 W (6 – 10) 5 sec

S4 – Hibernate, suspend to disk, sluimerstand (zelfde als uit)

5 W 30 sec




Vooral door goede defaults in te stellen voor de gebruikers. Zij moeten deze echter wel aan kunnen passen

Update frequentie omlaag brengen

Op het ogenblik worden de PC’s iedere nacht aangezet om bijgewerkt te worden. Hiervoor staan de PC’s ongeveer 1 uur per nacht aan. Bij 7500 PC’s * 365 dagen per jaar * 130 W * € 0,145 = € 50.000

Zuiniger devices kopen (bij nieuwe aankopen)

Bij nieuwe aanschaf het verbruik van het apparaat mee laten wegen in de aanschaf criteria. Zowel voor PC’s als monitoren

Aspecten als krachtige PC’s, grotere monitoren, dubbele monitoren

Recycling van PC’s (doen we misschien al)

Afspraken met leveranciers maken over de recycling van PC’s en monitoren

Eventueel naar een heel ander architectuur (zeer ingrijpend)

Thin cliënt of server based computing kan werkplek verbruik terugbrengen tot enkele watts. Heeft wel impact op datacenter.

6 Datacenter

Het volgend overzicht geeft een standaard verdeling van het energieverbruik binnen een datacenter.

Figuur 1: de verdeling van energie in het data center (bron Burton Group)

Sara geeft aan dat zij een Power Usage Effectiveness (PUE) van 1.55 hebben. Dat betekent dat zij aan power delivery equipment en koeling 55% van de verbruikte energie in de IT apparatuur nodig hebben. Dat is veel beter dan de bovengenoemde verdeling door Burton Group.

6.1 Servers

Consolidatie door virtualisatie








Door het toepassen van server virtualisatie. Een besparing van 100 servers is vrij conservatief ingeschat. Een gemiddelde server verbruikt voor € 787 aan energie per jaar. 100 servers * € 787 per server per jaar is € 78.700 per jaar besparing op elektriciteit (hosting kosten). Bij verdergaande consolidatie kunnen wellicht nog eens 100 servers geconsolideerd worden, waardoor de totale besparing op € 157.000 komt.

Koop energiezuinige servers (ongeveer 300 W per server) die zijn voorzien van: Multicore CPU’s Low power CPU’s CPU performance stepping techniek HE PSU’s (High efficiency power supply units) Energy efficient memory Dynamic fan control

Automatisch ESX servers afschakelen als de load laag is (bijvoorbeeld voor test en acceptatie servers of s’nachts) (met Dell software)

6.2 Storage

Betere benutting van harde schijven door gebruik SAN

Classificatie van data en migratie naar lage energie units (MAID)

Verminderen van data: deduplicatie en archivering

6.3 Koeling

Dynamische koeling: variabel, zo veel als op dat moment nodig is

Hogere omgevingstemperatuur, niet te koud koelen

Hergebruik van warmte voor de verwarming van kassen, huizen, kantoren

Koelen met: Lokaal :Hot aisle/cold aisle methode toepassen Buitenlucht (Kyoto cooling koudewiel: KPN, getronics) Koelwater (let op (hoge) luchtvochtigheid)

7 Low hanging fruit & quick wins

Voorkomen dat apparatuur onnodig aan staat: PC power management invoeren

Een normale werkplek kost ongeveer € 38 aan energie per jaar. Een werkplek die altijd aan staat kost € 165 per jaar. Het verschil met een werkplek die alleen tijdens kantooruren wordt gebruikt is € 127. Uit metingen blijkt dat 30% van de werkplekken in het weekend aan staat. 30% van 7500 werkplekken is 2500 werkplekken. 2500 * € 127 = € 317.500 per jaar.

Uitwerking Belangrijkste: zorg dat de PC’s s’nachts en in het weekend uit staan. Minimaal naar S3 – suspend to RAM, liefst helemaal uit. Dit kan bijvoorbeeld na een inactieve periode van 1 uur

2e besparing is het standby van de monitor na een korte periode van inactiviteit. Denk hier aan bijv. 10 minuten

3e besparing is het verminderen van de frequentie van upgrade connect naar bijvoorbeeld 1 a 2 maal per week.






Plan van aanpak 1. Onderzoek wat de technische mogelijkheden zijn

2. Wat is de beste methode om het te doen: policy, software

3. Hoe kan de gebruiker de settings indien gewenst omzeilen?

4. Afstemming met service management over de instellingen (tijden)

5. Communicatie naar de gebruikers

6. Invoeren.

Consolidatie van apparatuur

Vooral door het toepassen van Server virtualisatie. Een besparing van 100 servers is vrij conservatief ingeschat. Een gemiddelde server verbruikt voor € 2.000 aan energie per jaar. 100 servers * € 787 per server per jaar is € 278.000 per jaar besparing op elektriciteit (hosting kosten).

Energiezuinige apparatuur aanschaffen bij vervanging

Bij aankoop van nieuwe apparatuur moet het energieverbruik van het apparaat een rol van betekenis krijgen in het verwervingsproces. De verbruikskosten van apparaten tijdens hun levensduur is ongeveer gelijk aan de aanschafprijs.

Het aanspreken van leveranciers

Ga het gesprek aan met belangrijke leveranciers en stel ze de volgende vragen:

Wat doet de leverancier om zijn producten of services groener te maken? Welke concrete maatregelen om groener te worden staan op stapel? Hoe kunnen zij ons helpen groener te worden: stroomverbruik terug dringen,

recylcling van apparatuur, schonere apparatuur, verlengde levensduur

UvA Groene IT Strategie

Documents

Transcript of UvA Groene IT Strategie