‘Cloud 13 keer energie-efficiënter dan hosten op eigen servers’

Instellingen die hun gegevens opslaan in de cloud in plaats van op een eigen server, besparen veel energie. Dat horen we wel vaker maar een rekenvoorbeeld met de cloud storage dienst SURFdrive laat zien dat de aangesloten instellingen, de gebruikers van de dienst, in potentie gezamenlijk 60.000W kunnen besparen. Of op een andere manier vergeleken: de geconsolideerde clouddienst is 13 keer energie-efficiënter dan hosten op eigen servers, zo blijkt voor deze dienst.

Het energieverbruik in de ICT-sector blijft ieder jaar stijgen. Enorme aantallen servers staan bij zowel grote als kleine bedrijven 365 dagen per jaar, 24 uur per dag te draaien. Wel wordt ICT-apparatuur steeds energiezuiniger. Daarnaast wordt het gebruik ook efficiënter. Een bekende techniek voor efficiënter gebruik van middelen is consolidatie, het bij elkaar zetten van verspreide IT-middelen. De meest gebruikte methode voor consolidatie is servervirtualisatie. Met één fysieke server kan je meerdere kleinere servers virtualiseren, om zo de resources van de server efficiënter te benutten.

Op de website van het Global e-Sustainability Initiative zie je hoe groot de energiebesparing zou zijn als verschillende landen zouden overstappen van hun eigen servers naar een geconsolideerde cloudomgeving. Helaas zit Nederland hier niet bij. Volgens een rapport van Capgemini uit 2014 loopt Nederland wel voorop als het gaat om de cloud, met een adoptie van 28%. Ter vergelijking: het Europese gemiddelde is 19%. Uiteraard zullen deze cijfers nu wel iets hoger zijn, maar het adoptiepercentage is nog steeds verrassend laag.

Smart Sharing, het efficiënt delen van digitale infrastructuur, is een van de thema’s binnen het SURF-innovatieprogramma voor duurzaamheid. Gerard van Westrienen, projectmanager duurzaamheid bij SURFsara: “SURF levert digitale infrastructuur en diensten voor alle onderwijs- en onderzoeksinstellingen. Dat het delen van digitale infrastructuur kan bijdragen aan duurzaamheid in onze sector, is dan ook een zeer goede reden om hier verder naar te kijken”.

13 keer zuiniger

Hoe meer servers je bij elkaar zet, hoe efficiënter je kan omgaan met je middelen. Het verschil in energieverbruik tussen een server die inactief (idle) is en een server die volledig wordt benut, is relatief klein. Want de disks blijven draaien, of ze nu gebruikt worden of niet. Je bent er dus bij gebaat om een server zo efficiënt mogelijk in te zetten.

SURFdrive is de cloudstorage-dienst van SURF voor de onderwijs- en wetenschapssector. Diederik de Graaf, student aan de Hogeschool van Amsterdam, deed onderzoek naar het mogelijke effect van de clouddienst SURFdrive op het gebied van energiebesparing. Tijdens de onderzoeksperiode (tot de zomer van 2016) gebruikten 54 instellingen de dienst voor hun werknemers. Wat zou het verschil zijn in energieverbruik, als al deze instellingen hun storage lokaal zouden hosten?

Een heldere rekensom laat zien dat gebruik maken van cloudopslag op een centrale plek 13 keer zuiniger is dan als deze instellingen de opslag in eigen huis hadden gehouden. Ron Trompert van SURFsara over de ontwikkeling van SURFdrive: “SURFdrive als dienst groeit gestaag, we hebben recent de 20.000ste gebruiker mogen verwelkomen. Het mooie is dat daarmee de energie-efficiëntie ook positief ontwikkelt door toenemende benutting van de infrastructuur.”

Power Usage effectiveness

Zelfs die 13 keer is nog een bescheiden inschatting van de algehele energiezuinigheid. Neem bijvoorbeeld de PUE, Power Usage Effectiveness. Dat is een getal dat de verhouding tussen het totale stroomverbruik van een datacenter en het stroomverbruik van de ICT-apparatuur weergeeft. Het nieuwe datacenter van SURFsara heeft een zuinige PUE van 1,22. De gemiddelde gerapporteerde PUE voor colocatie datacenters in Nederland is 1,31, blijkt uit een rapport van de Dutch Datacenter Association uit 2015. Maar de ervaring leert dat hoe kleiner het datacenter is, hoe hoger de PUE zal zijn. Omdat je bij het beheren van een gebouw altijd kosten hebt voor koeling, verlichting et cetera, is een klein datacenter minder energie-efficiënt. Een simpele serverruimte van een onderwijsinstelling zal gemiddeld genomen een veel hogere PUE hebben.

Nederland loopt ook hier voorop, gezien het internationale gemiddelde van 1,8. Dit is wel een theoretische PUE. De daadwerkelijke PUE kan (bijvoorbeeld door temperatuurwisselingen) heel anders uitvallen, zowel hoger als lager. Uit de praktijk blijkt dat de daadwerkelijke PUE vaak hoger is dan de PUE uit het ontwerp. Zelfs een klein verschil in PUE kan een groot verschil maken in hoeveel energiezuiniger een geconsolideerde omgeving is.

Power management

ICT-apparatuur wordt dus steeds zuiniger. Dit impliceert dat een kortere aanschafperiode, waarbij een nieuwe generatie ICT-apparatuur in gebruik wordt genomen, ook bijdraagt aan de vermindering van het energieverbruik. De verschillende leveranciers van servers leveren met iedere nieuwe generatie ook nieuwe mogelijkheden om beter zicht en betere controle te hebben op de manier waarop stroom wordt verbruikt. Een van deze mogelijkheden is power management, dat bij SURFdrive ook wordt ingezet.

Power management is een verzameling technieken die het mogelijk maken om energie te besparen op servers. De processor verbruikt een groot deel van de energie. Door middel van Dynamic Frequency Scaling is het met power management mogelijk om de kloksnelheid van de CPU lager te zetten als deze niet volledig benut wordt. Deze techniek heeft bij SURFdrive een besparing van 20% opgeleverd.

Jaak Vlasveld, directeur Green IT Regio Amsterdam, over de uitkomst van deze rekensom bij SURFdrive: “Rationeel gezien weten we dat consolidatie van clouddiensten bij professionele en energie-efficiënte datacenters een duurzame stap is, en deze case laat dat nu concreet zien. Nog mooier is het om nu ook te zien hoe kleine besparingen en duurzame keuzes in de dagelijkse praktijk bijdragen aan grotere besparingen over de hele keten.”

Meer informatie over deze case en de bijbehorende rekensom: https://blog.surf.nl/energiewinst-voor-instellingen-die-cloudopslag-delen/

Het artikel is gebaseerd op een blog van Diederik de Graaf. Diederik de Graaf studeert System and Network Engineering aan de Hogeschool van Amsterdam. Eerder ontwierp hij voor het project Greening The Cloud met een team van medestudenten een virtualisatieplatform dat ook energieverbruik monitort. Hij voerde bovenstaand onderzoek uit in het kader van een stage bij SURFsara.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.