The Green IT – Optimieren Sie Ihren IT-Energiebedarf

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The Green IT – Optimieren Sie Ihren IT-Energiebedarf – Teil 1{ Kosten & Umwelt Heroes }

Frank Koch

Infrastructure Architect

Microsoft

Schweiz

/ Deutschland

Sie möchten mehr erfahren?frankoch@microsoft.comEmailanfragen können dauern!http://frankoch.comLinks zum Blog etc.

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 Informatikprozessen

1x Internetsuche

nutzt ungefähr so viel Strom wie

1h Licht

Zur Erreichung der CO

2

Ziele werden die Länder / EU 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 Hardwarekosten

kommt 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 Kosten

100 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 Cent pro KWh):

131,40 Euro / 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

Printer

6%

Network

Devices

7%

Gartner: Conceptualizing 'Green' IT and Data Center Power and Cooling Issues, 9/2007

In einem typischen Grossrechenzentrum wird nur <40% Energie für IT genutztSource: the green grid, Guidelines for energy-efficient datacenters, http://www.thegreengrid.org

1: Computer room air conditioner

2: Power distribution unit

Die Kühlung von Rechenzentren kann heute optimiert werdenNeue 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 Servermodellen

Bei neuen Servertypen (Blades)

Für CO

2

Abgaben wichtig:

Woher beziehen Sie Ihre

Energie? (

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

Bisher kaum beachtet: StorageIn Rechenzentren gehen von der Energie oft48% in Server und 37% in Storage1 Disk zieht zwischen 15W bis 21WJe schneller desto höher die elektr. LeistungOft werden für IOPS

Anforderungen viele Disks eingesetzt, ohne den Platz zu brauchen

SSD kann in diesem Fall günstiger sein

450 x 73 GB HD

entspr

. 15x 146 GB SSDs in IOPS

413 K$ HD

vs

201 SSD

K$ für Gehäuse… OHNE STROM

Microsoft Research: Ansatz

Write-Off

LoadingMöglichst viele Server-Disks herunterfahren

Eine einfache Einsparmöglichkeit: Abschalten was nicht benötigt wird10%-30% aller Server tun nichts (Uptime Institute, USA)Microsoft System Center kann helfen, die Anzahl der Server zu reduzierenOperations Manager 2007 bietet Auslastungs- und Nutzungsreports

über frei wählbare Zeitspannen

Configuration Manager 2007 informiert über installierte

Software

& deren (Lizenz-)

Nutzung

Capacity 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 & VirtualisierungKonsolidierung von gleichen ServerrollenFür 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 Hardware

Capacity

Planer hilft bei der Abschätzung

Wann haben Sie einen Server

nachgerüstet?

Weitere Tools für andere Anwendungen

Virtualisierung kann einer der größten Sparfaktoren sein / werdenMicrosoft bietet ein umfangreiches Virtualisierungsangebot für jeden BedarfVirtual Server 2005 R2 für Windows Server 2003

HyperV

mit Windows Server 2008

Präsentationsvirtualisierung mit Terminal Server

Anwendungsvirtualisierung (früher:

Softgrid

)

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 Rechenzentren

KMU Kunden: +30 Server im Durchschnitt

Remember

: all

data

center

server

energy

must

be

at

least doubled (“cooling

” etc.)

Wo geht Energie im Server „verloren“ Rund 160W gehen pro Server verloren, basierend auf einem typischen Dual Prozessor 450W 2U Server, das sind 35%!

The Green Grid Opportunity: Decreasing datacenter and other IT energy usage patterns www.thegreengrid.org

Ein typisches preisgünstiges Servernetzteil hat einen Wirkungsgrad von 75-85%: 400W ~

60-100W Verlust

Ein

Highend

Netzteil, welches im Optimum betrieben wird, kommt auf 95% Effizienz: 400W ~

20W Verlust

Netzteile müssen auf die Serverleistung angepasst sein

Average

power

supply

;

vendor

information

Wo verbrauchen Server Leistung?

Processor

Power Management hat heutzutage den größten Einfluss

Source: Intel Server Products Power Budget Analysis Tool

http://www.intel.com/support/motherboards/server/sb/cs-016976.htm

CPU

46%

Prozessoren sind die größten Energie-nutzer, hier ist man auch am weitesten“Intelligente” Prozessoren (Intel begann 2000)Auch in Servern finden sich heute solche ProzessorenBieten gute Einsparmöglichkeiten bei

vernachlässigbaren

Performance-

Einbußen

Performance State bestimmt durch

Prozessorlast

Gesteuert vom Betriebssystem

Voll unterstützt beim

Windows Server

Windows Server 2003 (SP1+)

Windows Server 2008 mit neuen Funktionen

Energieeinsparmöglichkeiten mit

Intel / AMD Prozessoren

Beispiel:

Processor

State

Power

Policy

Frequenz- & Spannungsreduzierung

State

Freq

%

Type

0

2800

100

Performance

1

2520

90

Performance

2

2142

85

Performance

3

1607

75

Performance

4

964

60

Performance

5

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

{ Serverkonfiguration }demo

Und was bringt das wirklich?Einige Praxisbeispiele

Xeon® 5X00 SKUsAlle

Prozessoren

64-bit / Dual-core / 4M L2 cache / Intel

®

VT

Xeon

®

5100 series SKUs

Intel

®

Xeon Processor 5160

-

3.00 GHz /

1333MHz FSB

/

80W

Intel

®

Xeon Processor 5150

-

2.66 GHz

/

1333MHz FSB

/

65W

Intel

®

Xeon Processor 5148 - 2.33 GHz

/

1333MHz FSB / 40W

Intel

®

Xeon

Processor 5140

-

2.33 GHz

/ 1333MHz

FSB

/

65W

Intel

®

Xeon Processor 5130

- 2.00 GHz

/ 1333MHz FSB / 65W

Intel® Xeon Processor 5120 -

1.83 GHz / 1066MHz FSB / 65W

Intel

®

Xeon Processor 5110

-

1.60 GHz

/

1066MHz FSB

/

65W

Xeon

®

5000 series SKUs

Intel

®

Xeon Processor 5080 - 3.73 GHz / 1066MHz FSB / 130W

Intel

®

Xeon Processor 5060 - 3.20 GHz / 1066MHz FSB

/

130W

Intel

®

Xeon Processor 5050 - 3.00 GHz / 667MHz FSB

/

95W

Der Prozessor legt das Sparpotential fest; aber auch beim Bios muss alles stimmen

http://www.intel.com

SC Configuration Manager kann bei Ihren heutigen Systemen helfenSC Configuration Manager überprüft Serverhardware nach Prozessor & Bios TypenFür vielen Markenserver können Bios Updates der Hersteller bei Bedarf verteilt werden

PPM 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

Einige realisierte Kundenprojekte aus der SchweizForschungszentrum bei Genf: sehr (!) viele Server, viele davon (noch) selten genutztLeider keine PPM Modelle! Für Neukäufe PflichtAlle Desktops über GPOs gemanagedFinanzdienstleister: Monte Carlo Farm, 300+ Server: über Skripte nachts gedrosselt

Messungen an

Universitätsrechenzentren

zur Optimierung der Energiekosten

Zusammenfassung der Server-EinsparmöglichkeitenEffiziente 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 abVendor information, average about several modelsSleep 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 KontrolleWie bei Servern können Sie PPM nutzenSparen Sie zusätzlich bei der Festplatte, USB, WLAN, PCI-E und dem DisplayDer 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 gut

Kein PC läuft nachts mehr ungewollt durch

http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/Optimize_Power.mspx

“An” und “Aus” bedeuten Privat etwas anderes als im geschäftlichen Einsatz Windows Vista Sleep Mode ist sehr effizientNur ein Modus um Anwender nicht zu verwirrenBei Desktops: Hybrid-Schlaf legt automatisch zusätzliches Hibernate

File an

Verhindert Datenverlust

bei Stromunterbrechung

Im Geschäftseinsatz kann nicht mit „harter“ Stromunterbrechung gearbeitet werden

Systems Management Tasks laufen oft nachts

SC

Configuration

Manager 2007 bietet

„Wake On

Lan

“

um Durchlaufen von PCs zu vermeiden

Eine einfache Hochrechnung für PCsIdle (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 h

Betriebsstunden

/

Jahr

: 10h x 5 x 52

Wochen

= 2,600 h

Ungenutzte

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 EUR / KWh

können

Sie

schnell

152 EUR

oder

119,5 EUR / PC /

Jahr

sparen

Für

500 PCs:

76,000 EUR / 59,750 EUR

Für

1,000 PCs:

152,000 EUR / 119,500 EUR

Savings

mit

Monitor / LCD

Eine weitere Alternative: es muss nicht immer ein PC oder Laptop seinWindows 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 Energie

Device

Email

NotesMessagingIdle

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 WindowsSparen Sie ~12% pro Server (~420 KWh / Jahr)2 M Server verkauft im Q2 2007Sparen Sie ~600 KWh

pro PC

(

sleep

vs.

idle

)

40 M Windows Vista verkauft im H1 2007

Und Geld ist nicht alles was Sie einsparen…

Auch die Umwelt wird geschont!Für eine KMU (30 Server, 500 PCs) allein bedeutet dasServer und PCs sparen rund 312,000 KWh pro Jahr, was ca. 62,500 EUR entspricht.(0,2 EUR pro KWh

)

Für 312,600

KWh

vergeudete Energie braucht man 350,000 m

2

Mischwald zum CO

2

Abbau

(0,2-/ 0,4t CO

2

pro 1,000KWh; ~3t CO

2

pro 10,000m

2

Wald pro Jahr

(Gas / Kohle Mix), Energieversorger & WWF Information)

Diese CO

2

Menge entspricht dem Ausstoß von 53 zusätzlichen Autos

(12,000 KM / Jahr bei EU Vorgabe von 130g CO

2

; pro km)

Weiterführende LinksWinHEC 2007 Presentation Windows Server Power Managementhttp://download.microsoft.com/download/a/f/d/afdfd50d-6eb9-425e-84e1-b4085a80e34e/SVR-T327_WH07.pptx

White Papers

Processor 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 Conservation

http://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 organization

http://www.thegreengrid.org

Estimate your power savings

http://pmdb.cadmusdev.com/powermanagement/quickCalc.html

Für Sie als Privatperson im MSN Portalhttp://specials.de.msn.com/green/

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