Energieverbruik in datacenters
We constateerden het vorig jaar al, en de vaststelling geldt nog steeds: de datacentermarkt stelt het prima. Geregeld verschijnt een nieuwsbericht over een nieuw opgestarte of op te starten rekencentrum, met de spectaculaire aankondiging van Google als absolute uitblinker. De online gigant plant een nieuw datacenter in de omgeving van Bergen, een investering van zowat 250 miljoen dollar.
De keuze voor die specifieke locatie brengt ons meteen bij het onderwerp van de dag. Gezien de gemiddelde grootte van elk datacenter dat Google uit de grond stampt, houdt het bedrijf bijzonder veel rekening met de ligging. In dit geval was de keuze geïnspireerd door de nabijheid van een kanaal. De rechtstreekse toegang tot water is immers een onschatbaar voordeel voor een bedrijf dat waterkoeling gebruikt als wapen tegen de verhitting die de datacenters steeds meer teistert.
Beter is heter
Alles is een rechtstreeks gevolg van de steeds betere technologie die in datacenters kan worden ingezet. Door de komst van pizza servers en later de nog smallere blade servers kan steeds meer rekenkracht op eenzelfde oppervlakte worden geplaatst. Zeker als u daar de wet van Moore bijrekent, die al jaren borg staat voor een verdubbeling van de rekenkracht ongeveer elke achttien maanden.
Dat leidde al tot een groter stroomverbruik per vierkante meter. Maar in de praktijk bleken vele van deze servers onderbenut, en werd minder dan de helft van de beschikbare rekenkracht ingezet, vooral omdat de servers vaak werden toegekend aan één of andere toepassing en dus niet draaiden wanneer deze toepassing door niemand werd gebruikt.
Met de komst van virtualisatietechnologie werd ook dit euvel verholpen. Servers worden gebundeld in een soort van rekenpool, waarin ze worden ingezet op basis van beschikbaarheid in plaats van de toepassing waar ze aan zijn toegekend. ‘Zo krijg je een enorme energiebesparing,’ rekent Laurens Van Reijen, managing director van datacenter LCL, ons voor: ‘de processors die niet worden gebruikt, verbruiken nog steeds een zekere hoeveelheid stroom. Als je die processors vaker kan inzetten, is de hoeveelheid verspilde stroom gevoelig minder.’ Daar hebben veel bedrijven oren naar, gezien de steeds stijgende energiefactuur.
Maar het intensiever gebruik van het – op zich al dichter bevolkt – serverpark heeft uiteraard grote gevolgen voor de hoeveelheid hitte die vrijkomt per vierkante meter, en dus ook voor de koelingsvereisten. De traditionele airco in de hoek van de zaal is voor de meeste datacenters al lang ontoereikend. Dus gaan alle datacenters, samen met de infrastructuurleveranciers, op zoek naar nieuwe en betere manieren om de oververhitting tegen te gaan.
Opvallend genoeg wordt hierbij steeds vaker opnieuw waterkoeling als beste oplossing naar voren geschoven. ‘Niet verwonderlijk,’ vindt Rudi Vermeulen, business development manager van infrastructuurbouwer Rittal: ‘elke koeling maakt gebruik van water, ook de traditionele HVAC-airco aan de muur, maar naarmate je je servers nadert met het water, is er ook meer weerstand merkbaar. Wij bieden bijvoorbeeld ook waterkoeling op de processor aan, maar wie die gebruikt, is wel zijn warranty op zijn apparatuur kwijt. Gek eigenlijk als je bedenkt dat de vroegere IBM-mainframes allemaal met waterkoeling werkten’
Bovendien is waterkoeling nog steeds heel wat duurder, merkt Kris Van Daele, operationeel directeur remote services van Getronics, op. ‘Een dure oplossing met inherente risico’s, als je dat kan vermijden, moet je dat doen,’ besluit hij. Ben De Brauwer, sales director van Knürr Benelux, nuanceert deze uitspraak: ‘Voorlopig blijft een meerderheid van de datacenters met hot en cold aisles werken, eenvoudigweg omdat watergekoelde oplossingen te duur zijn. Maar zodra de servers te dicht op elkaar komen te staan, zullen ze toch op waterkoeling moeten overstappen.’
De controverse rond waterkoeling en het forse prijsticket doen vele leveranciers nog steeds zoeken naar alternatieven voor de bestaande koeltechnologieën. Daarbij valt vaak de term free cooling, een verzamelnaam voor koeltechnieken waarbij gebruik wordt gemaakt van de koele buitenlucht. Maar ook hier worden meteen bedenkingen bij geopperd. Jack Hack, system engineer bij APC België, waarschuwt bijvoorbeeld voor het rechtstreeks binnenbrengen van de buitenlucht: ‘Je kan ook heel wat vervuilende stoffen je datacenter binnenleiden, met negatieve gevolgen voor de werking. Met een intern circuit heb je zulke gevaren niet.’
Ook andere vormen van koeling worden druk onderzocht. Rittal heeft bijvoorbeeld een prototype klaar van een toestel dat koelt op basis van koolstofdioxide (CO2). Gezien de mogelijke ecologische impact (hergebruik van CO2 moet ook leiden tot een verminderde CO-2 uitstoot) zou dit wel eens een voltreffer kunnen worden. Naar verluidt zou Luxemburg vanaf een bepaald stroomverbruik CO2-koeling zelfs verplicht maken.
De hele heisa rond koeling heeft zelfs de idee van koeling op de werkplek doen ontstaan. Net als in de datacenters zijn er immers ook werkplekken met een uitzonderlijk hoge concentratie van rekenkracht. Denk maar aan de vele werkstations en beeldschermen die bij financial traders te vinden zijn. Knürr heeft hiervoor Cooldesk ontworpen, en verwacht hiervoor een gigantisch marktpotentieel. ‘Bovendien is het geruisloos omdat het in een afgeschermde onderbouw zit,’ geeft Ben de Brauwer als extra voordeel mee.
De massale zoektocht naar koelmethodes heeft wel één groot nadeel: niemand weet nog welke technologie het uiteindelijk zal halen. ‘APC, Knürr, Rittal,… elke leverancier heeft zijn eigen oplossingen,’ zucht Laurens Van Reijen, ‘en momenteel is het koffiedik kijken welke oplossing uiteindelijk zal zegevieren: deuren met airco, airco in het rack, koude lucht uit de vloer of iets anders. Daarom blijven we voorlopig alles aanbieden. Trouwens: wellicht zal een combinatie van de verschillende koeltechnieken uiteindelijk het beste blijken.’
Ijsland
Voor de kleinere datacenters loopt het allemaal zo’n vaart niet, maar de grote bekommernis om energieverbruik en koeling tot een minimum te beperken drijft de grootste datacenters soms in onverwachte richtingen. Naar Ijsland, bijvoorbeeld, dat zich steeds meer profileert als het mekka van de datacenters. Zo hebben Microsoft en Cisco al plannen om server farms op dit eiland te planten.
De reden voor Ijslands populariteit? Eerst en vooral de goedkope energiebronnen. De vulkanische activiteit op dit eiland zorgt voor een enorme hoeveelheid geothermische energie, lees: gewonnen uit de warmte van de aarde. Wie ooit Ijslands geisers aan het werk heeft gezien, kan zich hier wellicht iets bij voorstellen. Volgens sommigen zou deze vorm van energie goed zijn voor de helft van de energievoorziening, anderen spreken eerder over een kwart tot een derde. Dit maakt de energie zo goedkoop dat men het zich in Ijsland zelfs kan veroorloven om voetpaden in de hoofdstad te verwarmen.
Andere voorbeelden van goedkope energie vinden we in Oregon, aan de Columbia River, waar een groot deel van de stroomvoorziening uit een hydro-elektrische centrale komt. Daar hebben Yahoo!, Microsoft en Google al een datacenter voorzien. Maar ook dichter bij huis blijft Google zoeken naar goedkope energiebronnen. In Bergen, zoals we hierboven al beschreven, maar ook in het Nederlandse Eemshaven, waar windmolens mee zorgen voor de energie die Googles 100.000 servers daar moet aandrijven.
Energie uit natuurlijke bronnen krijgt uiteraard ook het label ‘groen’ opgekleefd. Er wordt tegenwoordig dan ook heel vaak over groene datacenters gesproken. Maar het zou te veel eer zijn voor de meeste bedrijven om hieruit af te leiden dat ze deze alternatieve energiebronnen meer om ecologische dan om economische redenen zouden aanboren. ‘De belangrijkste driver voor elk bedrijf is een besparing op de energiefactuur of meer doen met evenveel geld,’ stelt Jack Hack vast, ‘als het hen echt te doen was om milieubeschermende maatregelen, zouden bedrijven ook kijken hoe ze de vrijgekomen warmte kunnen recycleren in een of ander productieproces. Wie in de voedingssector zit, kan bijvoorbeeld kijken of ze de warmte-emissie van datacenters kunnen gebruiken voor de opwarming in het productieproces.’ Maar in de realiteit gebeurt vaak het tegendeel, merkt Hack op. Hij kent zelfs bedrijven (niet nader bij naam genoemd) die weliswaar met windmolens energie produceren, maar die energie aan anderen afstaan om nadien elders traditionele energie goedkoper in te kopen. ‘Ecologisch bewuste bedrijven vormen een kleine minderheid,’ besluit Hack nuchter, ‘voor de meerderheid komt het er gewoon op aan oplossing te vinden om door te groeien. Als die oplossing toevallig ‘groen’ wordt gelabeld, is dat enkel mooi meegenomen, maar zelden een doel op zich.’
