Intelligente PDU's: meer dan alleen een stopcontact
Energie is een belangrijke kostenpost in het datacenter: volgens branchegegevens bedraagt het aandeel hiervan in de total cost of ownership ongeveer 50 procent. Deze aanzienlijke operationele kosten, in combinatie met dreigende CO2-belastingen, nopen tot grotere energie-efficiency en intelligent energieverbruik. Als de PUE-waarde (Power Usage Effectiveness) in het datacenter moet worden verlaagd, is het van belang het energieverbruik nauwkeurig en routinematig te meten. Intelligente PDU's (Power Distribution Units) komen aan al deze behoeften tegemoet, zoals Carrie Higbie, Global Director of Data Center Solutions and Services bij Siemon, uitlegt. In dit artikel bespreekt ze de mogelijkheden van intelligente PDU's, kijkt ze hoe deze kunnen helpen de energiebehoeften van datacenters te verminderen en vertelt ze waar datacentermanagers aan moeten denken wanneer ze deze PDU's implementeren.
Intelligente PDU's zijn leverbaar in diverse configuraties, zoals metered PDU's, monitored en smart PDU's of switched en managed PDU's. Hoewel niet alle fabrikanten van intelligente PDU's dezelfde terminologie gebruiken, zijn de functies over het algemeen hetzelfde.
Metered PDU's zijn de meest elementaire units. Ze zijn voorzien van een lokaal display waarop real-time energieverbruiksgegevens worden weergegeven, maar ze hebben geen mogelijkheden voor monitoring op afstand. De ledmeter geeft energiefactor, volts en watts aan. Deze units zijn gelijk aan een energiemeter, maar om de gegevens ervan vast te leggen, moet de unit fysiek worden afgelezen, kast voor kast.
Monitored en smart PDU's bieden de extra mogelijkheid om energieverbruik op afstand te monitoren op respectievelijk unit- en poortniveau. Als deze units aan software worden gekoppeld, leveren ze alle belangrijke informatie via een browser-based interface. Om deze reden zijn ze handig in organisaties met 'licht uit'-datacenters (waar niet de hele tijd iemand aanwezig is) en in grote datacenters. Dit maakt effectief energiebeheer mogelijk zonder dat er iemand fysiek aanwezig hoeft te zijn om de gegevens van de PDU af te lezen, zoals bij een metered PDU wel het geval is. De software verschaft ook informatie over trends. Met een metered PDU zou deze informatie handmatig moeten worden verzameld.
Switched en managed PDU's bieden extra functies en kunnen bovendien zijn voorzien van poorten waarop temperatuur- en vochtigheidssensors kunnen worden aangesloten. Met sommige units kunnen afzonderlijke stroompoorten op afstand worden in- of uitgeschakeld. Afhankelijk van de functionaliteit bieden sommige units monitoring voor de stekkerdoos in zijn geheel, terwijl andere units informatie kunnen geven over het energieverbruik op poortniveau. Rapportage op poortniveau verschaft nuttige gegevens aan de hand waarvan de efficiency van een bepaalde switch of server kan worden bepaald. Over het algemeen kan de rapportage worden uitgevoerd vanuit externe locaties.
Intelligente PDU's zijn gekoppeld aan een softwarepakket voor optimale functionaliteit en gebruiksvriendelijkheid. De meest praktische PDU's leveren de gegevens via SNMP, zodat integratie mogelijk is met elk softwarepakket dat de gegevens kan ophalen. Hierdoor kunnen PDU's van meerdere leveranciers worden gecombineerd en bent u niet afhankelijk van één leverancier met beschermde software.
Intelligente PDU's bieden het datacenter een aantal voordelen die hieronder worden besproken.
Gegarandeerde uptime
Aangezien datacenters steeds efficiënter en steeds vaker 'met licht uit' worden beheerd, bieden PDU's grote voordelen. Het risico van menselijke fouten wordt kleiner en er wordt energie bespaard omdat de verlichting wordt uitgeschakeld en de CRAC-units de extra warmte van de medewerkers niet hoeven af te voeren. Als er echter geen medewerkers op locatie zijn, betekent dit dat als er een server vastloopt, iemand ter plekke moet komen om het probleem te verhelpen.
Met switched PDU's kunnen beheerders de apparatuur op afstand uitschakelen en zo een herstart forceren. Als een apparaat netwerkfouten genereert, kan het op dezelfde manier op afstand worden uitgeschakeld tot er iemand ter plekke kan komen om het probleem op te lossen. Intelligente PDU's kunnen deze elementaire energiebeheerfuncties leveren op de unit- of op poortniveau. Systemen voor energiefailover zijn cruciaal voor het 24x7 functioneren van een datacenter. Dankzij beheerde PDU's kunnen failoversystemen zowel in ontwikkel- als in productiesystemen worden getest. Door de primaire voeding uit te schakelen, wordt het inschakelen van de noodstroom getest. Bovendien kan door rapportage van primaire en secundaire voeding het risico op menselijke fouten worden verkleind als beide voedingen op dezelfde unit zijn aangesloten.
Beheer en optimalisatie van energiecapaciteit
Behalve dat stroom dankzij PDU's op afstand kan worden in- en uitgeschakeld, bieden ze nog meer voordelen. Zo kunnen ze ook het energieverbruik meten. Om het energieverbruik te optimaliseren, moet het eerst worden gemeten. Wat je niet kunt meten, kun je ook niet optimaliseren. En je kunt niet bepalen of de maatregelen om het energieverbruik te optimaliseren, succesvol zijn zonder een nulmeting aan de hand waarvan trends kunnen worden vastgesteld. Terwijl het bij kleinere datacenters vaak volstaat om het totale energieverbruik per stekkerdoos te meten, verdient het bij complexere datacenters de voorkeur om het verbruik per poort te meten. Hierdoor kunnen uitgebreidere analysegegevens worden verzameld, zoals CPU-energieratio's waarmee de efficiency van afzonderlijke servers kan worden berekend.
Toen organisaties met virtualisatieprojecten begonnen, werd CPU-gebruik het gegeven waarmee werd bepaald welke servers op nonactief moesten worden gesteld en op andere hardwareplatforms moesten worden gevirtualiseerd. De minst CPU-intensieve applicaties werden rustig gevirtualiseerd voor topverbruikscijfers van 80% of meer. Wat sommige organisaties ontdekten was dat ze niet de verwachte energiebesparingen bereikten. Dit kwam vooral doordat het CPU-gebruik het enige gegeven was dat werd gebruikt. Wanneer de verhouding tussen energieverbruik en CPU-gebruik bekend is, kan een organisatie de effectiviteit van het servergebruik of de rekenkracht bepalen. Een intelligente PDU met metingen op poortniveau zal ook hier de beide kanten van de noodzakelijke vergelijking verzamelen. Op dezelfde wijze kan onder meer de Storage Compute Effectiveness worden berekend. The Green Grid (www.thegreengrid.org) heeft een aantal nuttige gegevens die kunnen worden gebruikt om de efficiency binnen het datacenterecosysteem te optimaliseren op individueel apparaatniveau.
Tot slot is inzicht in piekperioden en piekverwerkingsperioden ook van belang. Zo kunnen nutsbedrijven die gebruikmaken van 'smart grid'-technologie de tarieven maximaal verhogen gedurende perioden van piekgebruik in hun netwerken, bijv. van 08.00 tot 17.00 uur, wanneer de vraag het grootst is. Als organisaties inzicht hebben in piekbelastingsperioden en piekverwerkingsperioden kunnen ze intensievere processen verplaatsen naar perioden met lagere energietarieven. Denk bijvoorbeeld aan een bank die vaststelt dat de meest intensieve verwerkingsperiode tussen 16.00 en 18.00 uur is, wanneer hun klanten thuiskomen van hun werk. Door met andere toepassingen te schuiven zodat ze na 18.00 uur worden uitgevoerd, kunnen aanzienlijke kostenbesparingen worden gerealiseerd.
Trending en rapportage
Om het energieverbruik goed te kunnen onderzoeken, moeten de berekeningen en trendingrapporten over het algemeen minimaal 30 dagen, maar liever nog 90 dagen bestrijken. Zo kan de verwerking aan het eind van de maand of het eind van het kwartaal worden gemeten, wanneer het vermogen maximaal is. Het maken van één momentopname is een gebrekkige methode om de efficiency te meten. Dit is het belangrijkste bezwaar tegen PUE als maat van efficiency. De energie varieert afhankelijk van verwerkingscycli en is minder tijdens rustige perioden. Ook hier verschaft alleen trending op poortniveau de benodigde informatie om onderbouwde beslissingen te nemen op basis van feiten.
Het is niet voldoende om alleen de intelligente PDU's te plaatsen. De informatie moet worden gerapporteerd en dit gebeurt via software. Sommige intelligente PDU's worden geleverd met een softwarecomponent die voor elementaire behoeften volstaat, terwijl andere PDU's kunnen worden gemonitord via DCIM-softwarepakketten (Data Center Infrastructure Management). DCIM-pakketten variëren in prijs en functionaliteit net zoals de PDU's verschillen in prijs en functies.
Toepassing van PDU's in de praktijk
Sommige organisaties kopen intelligente PDU's om er later achter te komen dat de kosten van het DCIM-pakket een belemmering vormen, terwijl andere organisaties alleen in sommige PDU's over ingebouwde intelligentie beschikken. Er zijn ook organisaties die allerlei verschillende intelligente PDU's hebben met beschermde software die niet compatibel of interoperabel is. Kortom: er zijn tal van redenen waarom deze units worden aangeschaft zonder dat alle mogelijkheden ervan worden benut. Maar als intelligente PDU's eenmaal zijn geïnstalleerd en volledig met de software zijn geïntegreerd, kunnen ze een aantrekkelijk rendement op investering opleveren.
Bij de keuze voor intelligente PDU's zijn de beslissingen over software en rapportage net zo belangrijk als de beslissingen over hardware. Elke beslissing moet worden genomen op basis van de functionaliteit van zowel hardware als software. Open systemen met open protocollen bieden enorme voordelen als een organisatie besluit om te upgraden naar complete DCIM-pakketten of om welke reden ook van leverancier te veranderen.
Zoals eerder al gezegd, kunt u niet optimaliseren wat u niet kunt meten. Schatten is niet effectief en afgaan op één momentopname ook niet, omdat er dan te veel informatie ontbreekt. Hoe completer en nauwkeuriger de informatie is, des te beter de resultaten en des te groter de besparingen zullen zijn.
Carrie Higbie is Global Director Data Centre Solutions & Services bij Siemon