Hoe groen is uw datacenter?

In Amsterdam is enkele jaren geleden het project Green IT ontstaan. Reden van dit initiatief was een besluit van de gemeenteraad om de CO2 uitstoot in onze hoofdstad flink te verminderen. Daarnaast loopt de elektriciteitsvoorziening in Amsterdam tegen fysieke grenzen aan, dus het beperken van energiegebruik is sowieso een goed initiatief. Datacenters zijn grote energiegebruikers, vooral op het gebied van elektriciteit. In de hoofdstad is hier ruim 8% aan toe te schrijven, op Schiphol Rijk is dat zelfs bijna 25 %. Alle reden dus om dit initiatief met voortvarendheid op te pakken.

Belangrijk knooppunt
Voor Amsterdam betekenen datacenters economische activiteit. Er werken lokaal meer dan 200.000 mensen in deze bedrijfstak. Dus alle reden om zuinig te zijn op deze aanwezigheid in de regio. Waarom zijn er zoveel datacenters in en rond Amsterdam? Om de eenvoudige reden dat daar de AMS-IX is gevestigd, het grootste internet koppelpunt van Europa. Onze hoofdstad is het Europees centrum van internetverkeer en – zoals altijd – op het knooppunt van verkeerstromen ontstaat handel en bedrijvigheid. Vanuit AMS-IX lopen ook belangrijke dataverbindingen met de VS.  Daarom willen veel bedrijven en internetproviders een datacenter in de regio van de metropool plaatsen, ondanks het feit dat deze streek ver beneden zeeniveau ligt.  Maar met goede rampenplannen is dat risico goed beheersbaar.

Alle reden dan ook om datacenters energiezuiniger te maken. Enerzijds gebeurt dit vanzelf; nieuwe datacenters zijn door alle innovaties op IT-gebied vaak weer veel zuiniger dan de voorgangers. Daarnaast is vanuit Economische Zaken en het ICT-office, de branchevereniging voor ICT Nederland, een MJA initiatief ontwikkeld dat alweer enkele jaren succesvol loopt. Dit ‘Meer Jaren Akkoord’ houdt in dat de deelnemende ICT-bedrijven, die in Nederland datacenters hebben, elk jaar hun installaties 2% zuiniger zullen maken. Een mooi initiatief dat cumulatief tientallen procenten betekent, ook voor bestaande datacenters.  Het is een stimulans om een bestaand datacenter steeds weer ‘op te schonen’ met energiezuinige innovaties.  Goede initiatieven, maar binnen de gemeente ontstond de vraag: hoe kunnen we nu meten hoe energiezuinig een datacenter is? En hoe kunnen we toetsen dat een datacenter inderdaad aan de normen voldoet? De afdeling Milieutoezicht startte een initiatief om te kijken hoe men op dit gebied handhaving kan ontwikkelen. En dat blijkt lastiger dan het lijkt.

Meetbaarheid
Het meten van energiezuinigheid van een datacenter is gebonden aan een keten van processen. Allereerst het gebouw zelf: hoe wordt gekoeld? Met energie slurpende airconditioningsinstallaties of kan ook met buitenlucht gekoeld worden? Hoe is het gebouw ingericht? Wordt warmte efficiënt verzameld en effectief naar buiten gebracht?

In dat kader spreken we van de PUE-factor, de Power Usage Effectiveness factor. In feite slechts een getal dat aangeeft hoeveel ‘meer’ energie je nodig hebt voor het totale datacenter, dan het ‘kale’ gebruik van energie door de ICT-componenten zelf. Vooral koeling vraagt veel extra energie, dus deze factor is altijd groter dan 1. Bij een factor van 1,3 gebruikt de ICT 100% en de rest, vooral de koeling, 30% daarvan.  Als we het totaal van 130 delen door die oorspronkelijke 100, ontstaat de genoemde 1,3.

De PUE-factor
Op dit moment worden nieuwe datacenters, vol in gebruik, ontworpen op een PUE van 1,3 of beter. Echter veel oudere datacenters hebben een hogere, dus slechtere, PUE-factor. Een factor van 2.0 is volgens benchmarking onderzoeken niet ongewoon. Omdat deze factor voor een belangrijk deel afhangt van de fysieke opzet van het gebouw en de installaties, is het achteraf verbeteren een lastige zaak. Slechts efficiencywinst bij vervanging van de ondersteunende installaties zal enige verbetering leveren.

Echter de PUE is slechts één van de factoren die inzicht in het energieverbruik geeft. De energie wordt principieel gebruikt door de ICT-componenten. Servers, opslag en netwerken hebben nu eenmaal elektriciteit nodig om te kunnen functioneren en worden daardoor warm.  De PUE zegt alleen iets over hoeveel energie het kost om die restwarmte af te voeren. Niets over de hoeveel energie die de ICT-componenten zelf opwekken. Hier nu ligt de grootste uitdaging.

Het is begrijpelijk dat een nieuw datacenter dat nog slechts beperkt is gevuld met ICT componenten, een ‘slechte’ PUE factor zal hebben, omdat de koeling pas volledig efficiënt zal functioneren bij een vol belast datacenter. Net zoals een auto in de stad minder efficiënt is als op de snelweg. Daarnaast kunnen servers, storage en netwerkconfiguraties enorm verschillen in energieverbruik. Dit hangt af van de leeftijd van de apparatuur, of de infrastructuur energiezuinig is ontworpen en – last but not least – hoe energie-efficiënt de applicaties werken.  En over dit laatste heeft het management van een  datacenter vaak weinig te zeggen.  Dus het meten door een externe organisatie, zoals de gemeente, of een datacenter echt energie-efficiënt is, is een lastige zaak.

Datacenters in je gemeente energiezuiniger maken, begint met het opstellen van normen voor ‘nieuwe’ datacenters.  Dat is niet zo moeilijk.  Er zijn allerlei benchmarkgetallen waar nieuwe techniek aan kan voldoen (Uptime Institute). In het ontwerp moet die benchmark aantoonbaar geborgd zijn. Dit is in het kader van het verlenen van vergunningen een goed uitvoerbare taak.

Voor bestaande datacenters wordt het lastiger. Een aanpak zou kunnen zijn dat datacenters die een MJA hebben afgesloten, en dus verplicht jaarlijks 2% besparen, op die wijze gerechtigd zijn hun datacenter te laten functioneren. Ook al is vanuit de historie of van een aantoonbaar deelgebruik, de PUE slechter dan de uiteindelijk gewenste norm.

Tenslotte kan men nadenken wat te doen met energie-inefficiënte datacenters die niet deelnemen aan de MJA. Maar dit laat ik aan de politiek over.  Het is zaak voor hen om na te denken over welke belasting of sancties men nodig acht om de ambitie van energiereductie in Amsterdam en omgeving waar te kunnen maken. In het Green IT project zullen we zeker ook meedenken en de gemeente handvatten aanreiken om op eerlijke wijze naar de energiezuinigheid van datacenters te kijken. En hoe dit op termijn nog zuiniger kan. Bovendien adviseren we de gemeente over de meetbaarheid en de handhaving.

Ik ben enthousiast dat een gemeente wil handhaven, er wordt al te vaak te veel gedoogd.  Maar handhaving moet op basis van beleid, realistische doelstellingen en eisen. De industrie heeft hierbij een eigen verantwoordelijkheid om die doelstellingen en eisen te helpen ontwikkelen.
 
Hans Timmerman, CTO bij EMC Nederland