Articoli di approfondimento - Il cloud diventa più verde
Con decine di migliaia di processori e unità di memorizzazione che devono essere tenuti al fresco, si usa circa la stessa quantità di energia per raffreddare le attrezzature dei centri dati che per alimentarle. Ciò significa che l'infrastruttura alla base dei servizi cloud è matura per un miglioramento dell'efficienza energetica. "Per ogni chilowatt di energia consumata dal centro dati, quasi un altro chilowatt è sprecato in forma di calore", spiega Massimo Bertoncini dell'Engineering Ingegneria Informatica in Italia. "Con la costruzione di centri dati sempre più grandi in tutto il mondo per soddisfare le richieste dei servizi digitali, la loro alimentazione e il loro raffreddamento sono una questione ambientale sempre più importante". Il dott. Bertoncini ha coordinato un team di ricercatori che si sono occupati della questione per 30 mesi. Il loro lavoro sull'efficienza energetica, condotto nell'ambito del progetto GAMES ("Green active management of energy in IT service centres") e sostenuto con 3 milioni di euro in finanziamenti della Commissione europea, sta per essere applicato sul mercato. Ha contribuito a tagliare il consumo di energia di oltre il 20 % nei centri dati dove è stato implementato finora. Il consorzio GAMES ha studiato metodi efficaci e tecnologie che permettono di ridurre il consumo di energia delle infrastrutture TI, considerando che qualsiasi miglioramento dell'efficienza energetica a livello delle infrastrutture TI automaticamente ridurrà il consumo di energia a livello del sottosistema di raffreddamento dello stesso ammontare. "Perché i centri dati diventino più efficienti, è essenziale conoscere come si consuma l'energia. Il nostro centro di interesse era quindi sviluppare soluzioni di monitoraggio efficaci che permettessero alle prestazioni e ai processi dei centri dati di essere adattati in tempo reale", spiega il coordinatore di GAMES. Il team ha sviluppato metodologie, strumenti software e servizi e una metrica innovativa pensando ai centri dati intelligenti di prossima generazione. La chiave del loro metodo era studiare e sfruttare tecnologie e metodologie per misurare il consumo di energia delle infrastrutture TI in modo più dettagliato rispetto a quanto fosse possibile in precedenza, fino al livello del server. La soluzione che propongono si basa su un approccio misto che associa la rilevazione in tempo reale e la misurazione con l'elaborazione intelligente per dedurre modelli di previsione del consumo di energia. Questo metodo tiene conto del compromesso tra l'ottimizzazione dell'efficienza energetica e le esigenze dell'industria, come gli Accordi sul livello del servizio (ALS) e le garanzie della Qualità del servizio (QoS). Anche se i centri dati moderni sono più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai loro predecessori, solo circa il 60 % di tutta l'energia che usano è per i server, i processori e il software, il resto è principalmente per il sistema di raffreddamento e per il sistema di alimentazione senza interruzioni. Verso un PUE perfetto L'uso di energia dei centri dati è misurato in unità di "Power-usage effectiveness" o PUE, che è il rapporto dell'energia totale usata dalla struttura, diviso per l'energia fornita alle sue attrezzature TI. Un PUE ideale sarebbe 1, mentre quello medio è da 1,83 a 1,92. Il team di GAMES ha usato e testato la sua tecnologia di monitoraggio dell'energia e adattamento in tempo reale presso due grandi centri dati già relativamente efficienti sotto il profilo energetico, che si trovano a Pont Saint Martin in Italia e a Stoccarda in Germania; si tratta di due tipi di centri dati molto diversi. Presso la sede di Engineering di Pont Saint Martin, usato principalmente per servizi di hosting per applicazioni legacy, la tecnologia ha potuto migliorare il PUE da 1,35 a 1,25, con un considerevole risparmio di energia. Nella sede di Stoccarda, un centro di calcolo ad alte prestazioni gestito dall'Università di Stoccarda, il sistema GAMES ha avuto come risultato un simile miglioramento nonostante la tecnologia e le applicazioni del centro fossero diverse. "Abbiamo mostrato che questo metodo funziona in diverse tecnologie e in diversi centri dati progettati per svolgere attività diverse", dice il dott. Bertoncini. "Permette agli operatori di centri dati di determinare le migliori pratiche in ogni sede per ridurre il consumo di energia senza conseguenze per il rendimento". Per esempio, in un sito potrebbe essere giusto abbassare la frequenza dei processori, mentre in un altro l'approccio ottimale potrebbe essere trasferire il carico di calcolo da un server a un altro e far funzionare tutti i server all'80 % della loro capacità, invece di farne funzionare di meno al 100 % della capacità. In modo simile con la tecnologia adattiva, i server sotto utilizzati possono essere sotto alimentati dinamicamente quando necessario. "C'è sempre un compromesso tra l'efficienza energetica e il rendimento: essenzialmente, maggiore è il rendimento richiesto, maggiore sarà l'energia usata. La chiave è trovare il giusto equilibrio per fornire il servizio migliore a minore costo energetico", osserva il dott. Bertoncini. Un altro importante risultato del progetto è stato lo studio e la classificazione delle famiglie di applicazioni che mostrano schemi di comportamento di consumo energetico comuni. Questa classificazione ha permesso al team di associare una serie di migliori pratiche e azioni di adattamento di hardware e software ottimizzate per ottenere il miglior compromesso possibile tra ALS, rendimento e consumo energetico. Il progetto ha messo a disposizione un insieme di queste migliori pratiche. Migliorare l'efficienza energetica dei centri dati non solo aiuta l'ambiente, ma è importante anche dal punto di vista finanziario per gli operatori di centri dati. Far funzionare un grande centro dati può costare più di 10 milioni di euro l'anno solo di elettricità. Non sorprende quindi che gli operatori di centri dati siano interessati al lavoro del team di GAMES. "Abbiamo ricevuto molto interesse da parte dell'industria", dice il dott. Bertoncini. "Prima stiamo implementando questa soluzione nei nostri centri dati e poi cominceremo a offrirla ai clienti". Il team sta anche considerando di lanciare un progetto di follow-up per far progredire la tecnologia e ottenere ulteriori miglioramenti dell'efficienza. Con industrie come il settore bancario e la sanità - oltre al governo - che spostano i loro processi online e nel cloud, si prevede che il traffico IP cloud globale aumenterà per sei volte nei prossimi cinque anni, mentre il numero di centri dati sta aumentando di quasi il 20 % l'anno. Progettarli e gestirli con in mente l'efficienza energetica sarà essenziale per evitare un simile aumento di costi ambientali ed energetici. GAMES ha ricevuto finanziamenti per la ricerca attraverso il Settimo programma quadro (7º PQ) dell'Unione europea. Collegamento al progetto su CORDIS: - 7º PQ su CORDIS - Scheda informativa del progetto GAMES su CORDIS Collegamento al sito web del progetto: - Sito web del progetto "Green active management of energy in IT service centres" Altri collegamenti: - Sito web dell'Agenda digitale della Commissione europea