En vedette - Rendre «le nuage» plus vert
Avec des dizaines de milliers d'unités de traitement et de stockage qui doivent être conservées au frais, environ la même quantité d'énergie est utilisée pour l'équipement de refroidissement de centre de données ainsi que pour son alimentation. L'infrastructure se cachant derrière les services en nuage est ainsi prête à améliorer l'efficacité énergétique. «Pour chaque kilowatt d'énergie consommé par le centre de données, presque un autre kilowatt est dissipé sous forme de chaleur», explique le Dr Massimo Bertoncini de l'Engineering Ingegneria Informatica, en Italie. «Des centres de données de plus en plus grands en construction à travers le monde sont établis afin de faire face à la demande accrue de services numériques mais leur alimentation et refroidissement représentent une question environnementale très importante.» Le Dr Bertoncini a coordonné une équipe de chercheurs qui a passé 30 mois à faire face à ce défi. Leurs travaux sur l'efficacité énergétique, menés par le projet GAMES («Green active management of energy in IT service centres»,) et soutenus par un financement de 3 millions d'euros par la Commission européenne, devraient être appliqués d'un point de vue commercial. Le projet a permis de réduire la consommation d'énergie dans les centres de données où les résultats des travaux ont été implémentés jusqu'à présent par plus de 20%. Le consortium GAMES a exploré des méthodologies efficaces et des technologies habilitantes visant à réduire la consommation énergétique de l'infrastructure des TI, considérant que toute amélioration en matière d'efficacité énergétique au sein de l'infrastructure des TI réduira automatiquement la consommation d'énergie au niveau du sous-système refroidissement/installation par le même volume. «Pour une plus grande efficacité des centres de données, il est essentiel de savoir comment l'énergie est consommée. Notre but était donc de développer des solutions de surveillance efficaces qui permettent à la performance des centres de données et des processus d'être adaptés en temps réel», explique le coordinateur de GAMES. L'équipe a mis au point des méthodologies, des outils logiciels et des services, ainsi qu'un système de mesures innovant en se concentrant sur la prochaine génération de centres de données intelligents. La clé de leur approche était d'explorer et de déployer les technologies et méthodologies afin de mesurer la consommation d'énergie de l'infrastructure des TI, d'une façon plus détaillée qu'avant, jusqu'au niveau du serveur. Leur solution se fonde sur une approche mixte, en combinant la détection en temps réel et la mesure avec un processus intelligent pour aboutir à des modèles de consommation énergétique préventive. L'approche prend en compte un compromis entre l'optimisation de l'efficacité énergétique et les besoins des entreprises - tels que le garantissent les accords de niveau de service (ANS) et la qualité du service (QdS). Bien que les centres de données soient plus efficaces d'un point de vue énergétique que leurs prédécesseurs, seulement 60% environ de l'énergie totale utilisée est destinée aux serveurs, processeurs et logiciel - le reste concerne surtout le système de refroidissement et le système de puissance non interruptible. Vers un PUE parfait L'utilisation d'énergie du centre de données en unités d'indicateur d'efficience énergétique (PUE, pour Power-usage effectiveness), qui est le taux de l'énergie totale consommée par le centre informatique, divisé par l'énergie consommée par les systèmes informatiques. Un PUE idéal sera 1, alors que la moyenne se situe entre 1,83 et 1,92. L'équipe GAMES a déployé et mis à essai sa surveillance en matière d'énergie et la technologie d'adaptation en temps réel sur deux grands centres de données déjà relativement efficaces du point de vue énergétique, situés à Pont Saint Martin en Italie et à Stuttgart en Allemagne, représentant deux types très différents de centres de données. Sur le site de Pont Saint Martin d'Engineering, qui sert notamment à l'application existante de services d'hébergement, la technologie a pu améliorer le PUE de 1,35 à 1,25 - une économie considérable d'énergie. Sur le site de Stuttgart, un centre informatique de haute performance opéré par l'université de Stuttgart, le système GAMES a résulté en des améliorations similaires malgré les différentes technologie et applications du centre. «Nous avons montré que cette approche fonctionne à travers les technologies et à différents centres de données conçus pour effectuer différentes taches», affirme le Dr Bertoncini. «Elle permet aux opérateurs des centres de données de déterminer les meilleures pratiques sur chaque site pour réduire la consommation d'énergie sans impacter la performance.» Par exemple, sur un site il peut être intéressant de faire baisser la fréquence des unités de traitement en fonctionnement, alors que sur un autre l'approche optimale pourrait permettre de transférer la charge computationnelle d'un serveur à un autre et faire fonctionner tous les serveurs à 80% de leur capacité, plutôt que d'en faire fonctionner moins à une capacité de 100%. De la même façon, avec la technologie adaptative, les serveurs sous-utilisés peuvent être mis hors tension de façon dynamique, si nécessaire. «Il existe toujours un compromis entre l'efficacité énergétique et la performance: notamment, une demande de performance élevée implique une consommation importante d'énergie. La clé est de trouver le juste équilibre afin de fournir le meilleur service au coût d'énergie le plus faible», fait remarquer le Dr Bertoncini. Un autre résultat clé du projet était l'étude et la catégorisation des familles d'applications exhibant des modèles de comportements énergie-consommation courants. Cette catégorisation a permis à l'équipe d'associer un ensemble de meilleures pratiques et a optimisé les actions d'adaptation du matériel et du logiciel afin d'accomplir le meilleur compromis possible entre les SLA, la performance et la consommation d'énergie. Le projet a rendu disponible un registre vivant de ces meilleures pratiques. Améliorer l'efficacité énergétique des centres de données non seulement aidera l'environnement, mais offrira une dimension économique aux opérateurs des centres de données. Le fonctionnement d'un centre de données peut coûter plus de 10 millions d'euros par an seulement pour l'électricité. Il n'est pas surprenant donc que les opérateurs de centres de données soient très intéressés par les travaux de l'équipe GAMES. «Nous avons reçu un grand intérêt de la part de l'industrie», affirme le Dr Bertoncini. «Dans un premier temps, nous implémentons cette solution dans nos centres de données et nous l'offrirons par la suite aux clients.» L'équipe cherche également à lancer un projet de suite pour faire avancer la technologie et en accomplir davantage en terme d'efficacité. Avec les industries allant des banques aux soins de santé, en passant aussi par les autorités gouvernementales, effectuant davantage de processus en ligne et dans le nuage, le trafic IP du nuage global devrait accroître d'un ordre de six au cours des cinq prochaines années, alors que le nombre des centres de données accroît environ de 20% chaque année. Leur conception et gestion avec l'efficacité énergétique en tête sera essentielle pour éviter une augmentation similaire en terme de coûts environnementaux et d'énergie. Le projet GAMES bénéficie d'un financement de la recherche au titre du septième programme-cadre (7e PC) de l'Union européenne. Lien au projet sur CORDIS: le 7e PC sur CORDIS - fiche du projet GAMES sur CORDIS Lien au site web du projet: - Site web du projet «Green active management of energy in IT service centres» Autres liens: - Site web de la stratégie numérique de la Commission européenne