De juiste keuze

Alberto Zucchinali van Siemon stelt dat de keuze van de cabinets in een datacenter van grote invloed is op de mogelijkheden om de hoeveelheid beschikbare energie in het datacenter efficiënt te gebruiken. In dit artikel legt hij uit hoe het gebruik van bredere cabinets en het delen van de verticale zero-U-ruimte tussen bredere cabinets tot 75% aan stranded power kan besparen en mogelijk in de toekomst onnodige upgrades en uitbreiding kan voorkomen. 

Aangezien energie naar schatting 50% van de totale cost of ownership van een datacenter uitmaakt, moeten datacentermanagers voortdurend blijven zoeken naar manieren om het energieverbruik te optimaliseren. Stranded power speelt een cruciale rol bij het energieverbruik omdat het een algemeen negatief effect heeft op de PUE (Power Usage Effectiveness) van een datacenter. Hiervan is sprake wanneer meer energie naar een rack of cabinet wordt gedistribueerd dan door de actieve apparatuur feitelijk wordt verbruikt.

Stranded power in de praktijk

Laten we eens kijken naar een datacentercabinet waar PDU's (Power Distribution Units) met 24 contactdozen worden gebruikt voor de voeding van 12 servers die, op basis van het nominale vermogen van 450 W per server, naar verwachting een totaal vermogen van maximaal 5,4 kW zullen afnemen. Servers halen echter zelden hun nominale vermogen. Experts schatten dat het maximale vermogen 65 tot 70 procent van hun nominale vermogen bedraagt. Wanneer de servers minder stroom verbruiken dan aan het cabinet is toegewezen, is het resultaat stranded power (Figuur 1). Bijvoorbeeld: een feitelijk vermogen van 200 W per server zou resulteren in totale stranded power van 3 kW (450 W-200 W x 12 = 3 kW). Als we dit vermenigvuldigen met het totaal aantal cabinets in het datacenter, dan is de ongebruikte capaciteit eenvoudig te berekenen. Bij een datacenter met 200 cabinets zou dit voor het hele datacenter neerkomen op 600 kW ongebruikte capaciteit.

Siemon

Als deze 600 kW onbenutte/overtollige stroom ergens anders in het datacenter nodig is, kan deze niet op een kosteneffectieve manier naar een ander gedeelte worden verplaatst. Experts schatten dat tot 50 procent van de op locatie beschikbare stroom vastzit, niet-toegankelijk en onbruikbaar is. Het is in feite verspilde energie.

Stranded power terugwinnen

Door stranded power te verminderen en/of deze toegewezen energie ter beschikking te stellen van andere activa, kan de levensduur van het datacenter worden verlengd en hoeft er niet te worden geïnvesteerd in upgrades en uitbreidingen. Hoe kan dit worden gerealiseerd?

Vermindering van stranded power wordt in de eerste plaats bereikt door een nauwkeuriger stroomvoorziening op basis van schattingen van het feitelijke stroomverbruik en niet alleen uitgaande van het nominale vermogen. Vermindering is echter ook mogelijk via het delen van PDU's door niet-gebruikte contactdozen toe te wijzen aan een ander cabinet. Het traditionele ontwerp van een gebruikelijk op zich zelf staand cabinet legt echter beperkingen op en het delen van PDU's is niet mogelijk vanwege hoekpalen, montagerails aan de voor- en achterzijde en/of beperkte toegankelijkheid van cabinets. Vaak kunnen PDU's alleen worden gedeeld als dikke stroomkabels rond apparatuurrails worden gewikkeld, wat zeer ongewenst is en ertoe kan leiden dat cabinetdeuren niet meer dicht kunnen.

Er zijn nu bredere cabinets op de markt die ongeveer dezelfde serverdichtheid bieden, en die tegelijkertijd over gedeelde zero-U-ruimte beschikken, waardoor connectiviteit en voeding kunnen worden gedeeld tussen apparatuur in aangrenzende cabinets. Dit vermindert stranded power en biedt enkele aantrekkelijke voordelen op het gebied van investerings- en exploitatiekosten.

Terwijl in een traditioneel ontwerp elk rack of cabinet ruimte biedt aan twee PDU's om stroom te distribueren naar actieve apparatuur (de ene voor primaire en de andere voor secundaire voeding), hoeven PDU's in een gedeelde configuratie enkel tussen elk tweede cabinet te worden geplaatst. Hierdoor worden de upstream voedingsaansluitingen met de helft verminderd. Zo zou een datacenter met 200 zero-U cabinets maar 100 PDU's voor primaire en 100 voor secundaire voeding nodig hebben, in plaats van 200 PDU's voor primaire en 200 voor secundaire voeding. De besparing op voedingsaansluitingen alleen al kan wel € 100.000 bedragen (de gemiddelde prijs om voeding op een PDU aan te sluiten is naar schatting € 500).

Door vermindering van de bekabeling kan nog meer worden bespaard. Koper- en glasvezelverbindingen zijn alleen nodig voor elk tweede cabinet. Bovendien kunnen er kortere patchkabels en glasvezeljumpers worden gebruikt. Alleen al deze besparing op kabels en jumpers kan oplopen tot 40 procent, plus dat het aantal patchpanelen wordt gehalveerd. Bovendien komt hierdoor kostbare horizontale rackruimte in het cabinet vrij voor apparatuur. Omdat de voedingsvoorziening efficiënter wordt gebruikt en patching verdwijnt uit de waardevolle horizontale ruimte, kunnen er meer servers in het cabinet worden geplaatst, zodat de dichtheid van actieve apparatuur toeneemt.

Grote besparingen

De volgende kostenvergelijking geeft een beeld van de mogelijke besparingen. Hier ziet u het verschil tussen een configuratie van 8 bredere cabinets die gebruikmaken van gedeelde zero-U-ruimte en 10 standaard cabinets met een breedte van 600 mm.

Figuur 2
  1. Gaat uit van twee PDU's met 30 contactdozen tussen twee bredere cabinets en aan de uiteinden van rijen en twee PDU's met 24 contactdozen voor elk 600mm-cabinet.
  2. Gaat uit van 30 patchkabels en 30 jumpers (2 van elk per server) voor bredere cabinets en 24 patchkabels en 24 jumpers (2 van elk per server) voor 600mm-cabinets.

Tot besluit

In de huidige datacenters vergt energie nog steeds de meeste investeringskosten en heeft het een groot aandeel in de exploitatiekosten. Optimalisering van het energieverbruik en verbetering van de PUE (Power Usage Effectiveness) zijn enorm belangrijk om deze kosten te verlagen. 

Het gebruik van bredere cabinets en het delen van de verticale zero-U-ruimte tussen bredere cabinets kan het PDU-gebruik optimaliseren, de PUE verbeteren en tot 75% aan stranded contactdozen besparen. Dit draagt weer bij om de hoeveelheid beschikbare energie in het datacenter te maximaliseren, waardoor onnodige upgrades en uitbreiding in de toekomst mogelijk kunnen worden voorkomen.

Bovendien heeft een andere cabinetkeuze gevolgen voor de initiële kosten. Er kan een besparing van 46 procent worden gerealiseerd dankzij het verminderde aantal cabinets, PDU's en patchpanelen en dankzij de mogelijkheid om kortere patchkabels te gebruiken. Er kan ongeveer 40 procent worden bespaard door het gebruik van kortere koperen en glasvezeljumpers alleen al vanwege de verticale zero-U-patchingoriëntatie.

De les die hieruit kan worden getrokken, is dat de juiste cabinetkeuze kan leiden tot enorme voordelen op het gebied van investerings- en exploitatiekosten in het datacenter.

Alberto Zucchinali, RCDD, Data Centre Solutions and Services Manager EMEA Siemon

Meer over
Lees ook
Nieuw datacenter van AWS draait geheel op nucleaire energie

Nieuw datacenter van AWS draait geheel op nucleaire energie

kunnen (kleine) nucleaire reactoren een haalbare oplossing zijn voor de leveringsproblemen rond elektriciteit? De discussie - zie bijvoorbeeld hier op LinkedIn - krijgt extra aandacht naar aanleiding van de recente overname door Amazon Web Services van een datacenter

Flexidao helpt Google ook buiten Europa inzicht te krijgen in gebruik van schone energie

Flexidao helpt Google ook buiten Europa inzicht te krijgen in gebruik van schone energie

Flexidao heeft zijn samenwerking met Google uitgebreid, waardoor het nu niet alleen in Europa actief is, maar ook in Noord-Amerika, Latijns-Amerika en Azië. Bij deze samenwerking maakt Google gebruik van Flexidao's Clean Electricity Portfolio Management System voor het nauwkeurig volgen van certificaten voor schone energie. Dat meldt het in Barcel1

Japan test datacenter met hergebruikte waterstof-brandstofcellen

Japan test datacenter met hergebruikte waterstof-brandstofcellen

In Groningen heeft de Nederlandse datacenteroperator NorthC reeds eerder ervaring opgedaan met het gebruik van waterstof-brandstofcellen. Deze trend van duurzame energievoorziening in datacenters krijgt nu ook internationale aandacht, met een nieuw project in Japan.