Frank Koch Infrastructure Architect Microsoft Schweiz.
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Frank KochInfrastructure ArchitectMicrosoft Schweiz
Green IT – Optimieren Sie Ihren Energiebedarf
Warum überhaupt "Green IT" ?
Die IT Branche nutzt weltweit immer mehr Strom (Swiss Innovation Outlook 2007, IBM)
„Rechenzentren … setzen Leistungen im MW Bereich um“2005 gingen ca. 1% des weltweiten Stromverbrauchs an Rechenzentren
40% des Energiebedarfs von Banken stehen im Zusammenhang mit den Informatikprozessen1x Internetsuche nutzt ungefähr so viel Strom wie 1h Licht
Zur Erreichung der CO2 Ziele werden die europäischen Länder handeln (müssen)
Noch kann freiwillig reagiert werden!
Die Energiekosten werden immer wichtiger, denken Sie bereits daran?
Wissen Sie, wie hoch Ihre Energiekosten sind?
Laut Gartner: um 4% – 7% vom IT Budget!
Glauben Sie, die Energiekosten werden in Zukunft etwa sinken?
Detuschland: +36,6% Teuerung von 2000-06Kosten könnten sich in 5+ Jahren verdoppeln ?!Gartner: Why “Going Green” will become essential for data centers 10/2006
Für jeden $/CHF an Hardwarekostenkommt noch einmal ein $/CHF für
Kühlung & Strom über die Lebenszeit hinzu
• Ist der Energiebedarf ein Kaufkriterium?• Wenn für Firmenwagen, warum nicht für IT?
Average hardware prize vs. energy costs over 3 years
Grundlagen zum “Energiesparen”
Die Grundlagen sind immer die gleichen
KWh / Jahr Kosten100 W Birne, 24h x 365 Tage: 876 KWh 100%Nur abends von 18.00 bis 24.00: 219 KWh 25%Energiesparlampen (neu, 20W): 44 KWh 5%
Kostenreduktion (20 Rappen pro KWh):131,40 CHF / Jahr / ausgeschaltete Glühbirne
Wo wird überall Energie umgesetzt?
Storage
40 TB =
2,5 – 5,2 KWh
Data center server & cooling
Laptops & PCs
30 – 300 Wh
Standalone Server
~400 Wh
Printe
r6%
NetworkDevices
7%
Gartner: Conceptualizing 'Green' IT and Data Center Power and Cooling Issues, 9/2007
In einem typischen Grossrechenzentrum wird nur <40% Energie für IT genutzt
Source: the green grid, Guidelines for energy-efficient datacenters, http://www.thegreengrid.org
33%
3%9
%
30%
5%18%
1% 1%
“Genutzte Energie = Ab-wärmeenergie”
ChillerHumidifierCRAC(1)IT EquipmentPDU(2)UPSGeneratorLightning
1: Computer room air conditioner2: Power distribution unit
Die Kühlung von Rechenzentren kann heute optimiert werden
Neue Ideen & Ansätze (HP, IBM, SUN…)Hot-/Cold-aisle Konfigurationen, Zwischenböden…Skalierendes & effizientes Energie-, Licht-, Kühlungsequipment (Abschaltbar im Winter?)Erstellung & Anpassung von Heat-Maps
Bei neuen ServermodellenBei neuen Servertypen (Blades)
Für CO2 Abgaben wichtig:Woher beziehen Sie IhreEnergie? (Lieferantenmix!)
http://www.thegreengrid.org
Und was bietet Microsoft im Bereich Rechenzentrendesign?
Quincy ist eines der grösstenMicrosoft RechenzentrenDesigned für minimalen CO2
“Footprint”Wasserenergie als Versorgung*
Verwendet grüne Gebäudetechnologien nach dem LEED Standard (Leadership in Energy and Environmental Design)
* Wasserenergie gilt im US-Staat Washington nicht als Öko-Energie
Eine einfache Einsparmöglichkeit: Abschalten was nicht benötigt wird
10%-30% aller Server tun nichts (Uptime Institute, USA)
Microsoft System Center kann helfen, die Anzahl der Server zu reduzieren
Operations Manager 2007 bietet Auslastungs- und Nutzungsreports über frei wählbare ZeitspannenConfiguration Manager 2007 informiert über installierte Software & deren (Lizenz-) NutzungCapacity Planner hilft bei der Hardware Dimensionierung für MOM 2005, Exchange 2003 & 2007 und SharePoint
Beispiel: Operations Manager 2007
Beispiel: Capacity Planer 2007
Weiteres Einsparpotential: Konsolidierung & Virtualisierung
Konsolidierung von gleichen Serverrollen
Für File & Print Server bietet Microsoft die kostenlosen Konsolidierungskits an Exchange skaliert (weit) über 500 MailboxenEvtl. mehrere SQL Instanzen auf einem Server“Softgrid” für Terminal Server Anwendungen
Verwenden Sie passende HardwareCapacity Planer hilft bei der Abschätzung
Wann haben Sie einen Server nachgerüstet?
Weitere Tools für andere Anwendungen
Virtualisierung kann einer der größten Sparfaktoren sein / werden
Microsoft bietet ein umfangreiches Virtualisierungsangebot für jeden Bedarf
Virtual Server 2005 R2 für Windows Server 2003HyperV mit Windows Server 2008
Präsentationsvirtualisierung mit Terminal ServerAnwendungsvirtualisierung (früher: Softgrid)
SC Virtual Machine Manager für den Betrieb
Virtualisierungstool (P2V)Serverfarm Management (Skriptbar mit PowerShell)V2 mit XEN und VMWare Support
System Center erlaubt das dynamische Data Center
Nicht jeder betreibt ein
Rechenzentrum: Der “Server” im
Detail
Wie hoch ist der Strombedarf eines typischen Servers?Mittelklasseserver (2u): 420 W*Blade Server (exkl. Frame): 275 W*Hocheffizienter Towerserver: 163 W* *: Vendor information, average of comparable models
Stanford University: Estimating total power consumption of servers in the US and the world, 02/2007
Und wie viele Server betreiben Sie?2M Server verkauft in Q2 2007 (IDC)4M Server in kommerziellen US RechenzentrenKMU Kunden: +30 Server im Durchschnitt
Remember: all data center server energy must be at least doubled (“cooling” etc.)
Wo verbrauchen Server Leistung?
CPU 46%
PCI Cards 17%
SCSI HDD 12%
Mobo8GB RAM18%
Other7%
Processor Power Management hat heutzutage den größten Einfluss
Source: Intel Server Products Power Budget Analysis Toolhttp://www.intel.com/support/motherboards/server/sb/cs-016976.htm
CPU46%
Prozessoren sind die größten Energie-nutzer, hier ist man auch am weitesten“Intelligente” Prozessoren (Intel begann
2000)Auch in Servern finden sich heute solche Prozessoren
Bieten gute Einsparmöglichkeiten bei vernachlässigbaren Performance-Einbussen
Performance State bestimmt durch ProzessorlastGesteuert vom Betriebssystem
Voll unterstützt beim Windows ServerWindows Server 2003 (SP1+)Windows Server 2008 mit neuen Funktionen
Energieeinsparmöglichkeiten mit Intel / AMD Prozessoren
Beispiel: Processor State Power PolicyFrequenz- & Spannungsreduzierung
State Freq % Type0 2800 100 Performance1 2520 90 Performance2 2142 85 Performance3 1607 75 Performance4 964 60 Performance5 482 50 Performance
Maximum Processor State
Minimum Processor State
http://www.amd.com
Die Aktivierung ist äußerst einfach
Überprüfung mit dem “Perfmon”
Min Processor State
Max Processor State
Prozessorauslastung
Und was bringt das wirklich?Einige
Praxisbeispiele
29
4-Socket 2-RU Enterprise Class Data Center Compute
Engine
Maximum FlexibilityMaximum Efficiency
Maximum Performance
Compute 4x Intel Dual-Core & Quad-Core Xeon
processor 32x FBDIMM DIMM slots (128GB max)
I/O 6x PCIe slots (two x8 and four x4) 8x SFF SAS 2.5” disk drives (via PCIe)
or 6x SFF SATA 2.5” disk drives 4x Gigabit Ethernet ports DVD-RW
Availability Hot-swap disks Hardware RAID 0,1,5,6,+ (via PCIe) Hot-swap redundant PSUs, 1+1 Hot-swap redundant fans
Management Embedded LOM Service Processor Solaris, Windows, Linux or VMware
Sun Fire X4450The New Standard of
Versatility
Einige Testergebnisse von HP
Beispiel: ProLiant DL380 G4mit Datenbankanwendung
12% Power Savings bei 50% CPU Last
Cooling powersavings =447 KWh
CPU PowerSavings = 298 KWh
~745 KWh jährliche Einsparungen / Server
HP whitepaper: Power regulator for ProLiant servers, 3rd edition 02/2007 www.hp.com
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Watt
s (%
of
max
imum
)
Workload (% of maximum throughput)
Windows Server 2003 Windows Server 2008
Bei den Standardeinstellungen ist Windows 2008 ~10% besser als 2003
Microsoft Testreihen
0
20
40
60
80
100
120
140
DC + EXCH IIS × 2 DC + (EXCH × 2)
Max. processor state 100%
Max. processor state 50%
Individuelle Anpassungen via GPOs erlauben noch bessere Anpassungen
SC Configuration Manager kann bei Ihren heutigen Systemen helfen
SC Configuration Manager überprüft Serverhardware nach Prozessor & Bios TypenFür vielen Markenserver können Bios Updates der Hersteller bei Bedarf verteilt werdenPPM Einstellungen können an Windows 2003 Systeme verteilt werden („Power-Fenster“)Einstellungen der Systeme können auf „Corporate Compliance“ überprüft werden (Desired Configuration Monitoring – DCM)
Beispiel: Desired Configuration Monitoring
Zusammenfassung der Server-Einsparmöglichkeiten
Effiziente Hardware ist der SchlüsselNutzen Sie die PPM Möglichkeiten von Windows Server 2003 und 2008Eine kleine Hochrechnung:
2 M Server verkauft in Q2-07.Annahme: 50% laufen unter Windows. Wenn jeder Admin PPM nutzen würde, wären dies bei durchschnittlich 12% Einsparpotential
420 GWh pro Jahr!
Dies beinhaltet nicht zusätzliche Einsparungen für Kühlung etc.Annahme: 1Mio Server, durchschnittlich 400W Verbrauch, 24h x 365 Tage, 12%
Einsparungen
Tipps für den "grünen Desktop"
Auch bei Clients hängt der Verbrauch von der Hardware ab
Vendor information, average about several models
Sleep Mode ist besser als Anlassen!
Device Off (W) Sleep (W) Idle (w) Use (w)
Busines PC 2-3 (8) 3-4 (8) 50-60 100-120
Barebones 2,5-5 3-4 (8) 50-60 -300
Laptops <1 <1 15-30 20-50
High end graphic cards 50-80 200-240
Mit Windows Vista haben Sie alles unter zentraller Kontrolle
Wie bei Servern können Sie PPM nutzenSparen Sie zusätzlich bei der Festplatte, USB, WLAN, PCI-E und dem Display
Der Sleep Mode kann schneller reaktiviert werden als der Hibernate Modus(durchschnittlich 2+sec gegenüber 10+sec)
Warum nicht so den Bildschirmschoner ersetzen?
Zentrale Kontrolle über Gruppenrichtlinien
Default Einstellungen sind bereits gutKein PC läuft nachts mehr ungewollt durch
http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/Optimize_Power.mspx
Eine einfache Hochrechnung für PCs
Idle (W) Sleep(W) Saving (W)
Mean of PC Pentium IV 67,3 3,3 64,0
Mean of 17” CRT monitors 61,2 1,8 59,4
Mean of 17” LCD monitors 35,3 2,3 33,0
Stunden pro Jahr: 24h x 365 = 8,760 hBetriebsstunden / Jahr: 10h x 5 x 52 Wochen = 2,600 hUngenutzte Stunden: 8,760 h – 2,600 h = 6,160 h
Potentielle Energieeinsparungen Idle vs. sleep:Energie in KWh
Verbrauch / Jahr (idle)
Verbrauch / Jahr (sleep)
Savings pro Jahr (sleep vs
idle)
P4 mit CRT 791,56 31,42 760,14
P4 mit LCD 632,02 34,5 597,52
Mit 0,2 CHF / KWh können Sie schnell152 CHF oder 119,5 CHF / PC / Jahr sparen
•Für 500 PCs: 76,000 CHF / 59,750 CHF•Für 1,000 PCs:152,000 CHF / 119,500 CHF
Savings mit Monitor / LCD
Eine weitere Alternative: es muss nicht immer ein PC oder Laptop sein
Windows Mobile Devices sind ideal für Emails, Meetings, Aufgaben, KontakteArbeiten Sie gewohnt mit Office Mobile(Word, Excel, PowerPoint, OneNote)Auch Anwendungen wie CRM / SQL existieren
Komplett gesichert & gemanged mit System Center
SC Mobile Device Manager mit Gruppenrichtlinien
Sie brauchen nur einen Bruchteil der PC EnergieDevice Email Notes Messaging Idle
Laptop 15,2 W 14,2 W 14,2 W 14 W
PDA 1,4 W 1,3 W 1,3 W 1,2 W
Energy Consumption in Mobile Devices: Why Future Systems Need Requirements-Aware Energy Scale-Down; HP Labs, Palo Alto, CA, USA
Fazit oder “lessons learned”
Betrachten wir nur die direkten Möglichkeiten durch Windows:
Durch Software Einstellungen in Windows
Sparen Sie ~12% pro Server (~420 KWh / Jahr)
2 M Server verkauft im Q2 2007
Sparen Sie ~600 KWh pro PC (sleep vs. idle)
40 M Windows Vista verkauft im H1 2007
Auch die Umwelt wird geschont!Für eine KMU (30 Server, 500 PCs) allein bedeutet das
Server und PCs sparen rund 312,000 KWh pro Jahr, was ca. 62,500 CHF entspricht.(0,2 CHF pro KWh)
Für 312,600 KWh vergeudete Energie braucht man 350,000 m2 Mischwald zum CO2 Abbau (0,2-/ 0,4t CO2 pro 1,000KWh; ~3t CO2 pro 10,000m2 Wald pro Jahr (Gas / Kohle Mix in Europa), Energieversorger & WWF Information)
Diese CO2 Menge entspricht dem Ausstoß von 53 zusätzlichen Autos(12,000 KM / Jahr bei EU Vorgabe von 130g CO2; pro km)
Weiterführende Links
WinHEC 2007 PresentationWindows Server Power Management
http://download.microsoft.com/download/a/f/d/afdfd50d-6eb9-425e-84e1-b4085a80e34e/SVR-T327_WH07.pptx
White PapersProcessor Power Management in Windows Vista and Windows Server 2008
http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/ProcPowerMgmt.mspx
How to Enable Processor Power Management in Windows Server 2003
http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/w2k3_ProcPower.mspx
Windows Vista Energy Conservationhttp://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/VistaEnergyConserv.mspx
What Microsoft is doing
http://www.microsoft.com/presspass/download/features/2007/SustainabilityFactSheet.doc
The Green Grid organizationhttp://www.thegreengrid.org
Estimate your power savings http://pmdb.cadmusdev.com/powermanagement/quickCalc.html
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