L'énergie
L’énergie est un enjeu important non seulement des Data centers mais aussi de l’ensemble du secteur numérique et en 2012, le secteur numérique a consommé l’équivalent de 5% de la consommation d’électricité mondiale, les Data centers représentant 30% des 5% (Overview of ICT energy consumption», EINS Consortium, deliverable, 2013).
A l’échelle européenne, les Data centers représentent selon les études, entre 25 et 30% des consommations d’énergie du secteur numérique. Entre 2011 et 2020, les experts prévoient une augmentation de 25% des consommations d’énergie du secteur. Le JRC a évalué qu’en 2013 les Data centers représentaient 3% des consommations d’électricité en Europe de l’Ouest.
D’un point de vue opérationnel, le fonctionnement sans interruption des Data centers peut solliciter les énergies suivantes :
- Electricité via le réseau électrique pour alimenter les équipements informatiques et de télécommunication hébergés dans le Data center ainsi que les équipements de l’infrastructure et éventuellement les espaces tertiaires dédiés au fonctionnement du Data center. Afin de protéger les équipements informatiques, le courant est sécurisé (ondulé).
- Fioul pour assurer le secours électrique à l’aide de groupes électrogènes en cas de coupure du réseau électrique.
- Eau glacée via un réseau si le site ne dispose pas de production de frigorifique en interne.
- Gaz dans le cas d’une alimentation via une centrale de cogénération.
Parle-t-on de puissance ou énergie ?
La puissance (en watt, symbole W) d’un moyen de production mesure sa capacité à délivrer une quantité d’énergie par unité de temps. Le wattheure (Wh) est utilisé pour quantifier l’énergie délivrée : 1 Wh correspond à l’énergie produite par un moyen de production d’une puissance de 1 W pendant une durée d’une heure.
Ainsi, on parle souvent de puissance pour caractériser la capacité de conception d’un Data center et de ses consommations d’énergies pour qualifier son fonctionnement.
L’approvisionnement et la gestion de l’énergie sont au cœur des préoccupations de tous les exploitants de Data center. Il s’agit d’une part d’une ressource critique essentielle au fonctionnement du Data center et d’autre part, on considère que ce poste représente en moyenne entre 70 et 75% des coûts d’exploitation du Data center (qui incluent énergie, maintenance, personnel d’exploitation et qui excluent les dotations aux amortissements et l’informatique).
C’est également l’enjeu environnemental le plus visible par les parties prenantes car les Data centers concentrent les besoins en puissance électrique et en consommations qui peuvent représenter des consommations électriques équivalentes à celle d’une ville de plusieurs dizaines de milliers d’habitants.
Energie primaire ou énergie finale ?
L’énergie primaire est tirée directement de la nature (soleil, vent, fleuves) ou contenue dans les produits énergétiques tirés de la nature tels que les combustibles fossiles ou le bois avant transformation.
L’énergie finale correspond à la consommation des utilisateurs finaux et qui intègre donc toutes les pertes dues aux réseaux et aux transformations.
Les pertes liées aux transformations et au transport de l’énergie primaire à l’énergie finale varient selon les énergies et leurs usages.
Conventionnellement les coefficients utilisés en France sont de 2,58 pour l’électricité (mix moyen France) et de 1 pour les autres énergies (fioul, gaz…).
Les schémas suivants présentent des exemples de répartition des consommations d’énergies d’un Data center standard (tiers 3, 100% de charge IT) entre les différents équipements qu’il comporte avec différents niveaux de PUE. Le PUE de 2,0 correspond à la moyenne du parc français et celle de 1,28 aux performances des Data centers les plus récents.
De ce fait, depuis des années, les exploitants en charge de la partie infrastructure n’ont de cesse de viser l’amélioration de la performance énergétique pour réduire ces consommations d’énergie. C’est pourquoi de tous les enjeux environnementaux, c’est aussi le sujet le plus fourni en indicateurs car les tendances vont vers un suivi de la performance énergétique de plus en plus précis par usage ou par équipement.
Concilier performance environnementale et opérationnelle a donc souvent été abordé sous l’angle d’assurer une production informatique continue et la moins énergivore dans un environnement fluctuant. Au niveau des indicateurs, le plus facile et commun à suivre est la consommation électrique totale du Data center car il est reporté par le fournisseur d’électricité qui est facturé selon la consommation réelle.
Très fréquemment, la mesure de la consommation d’électricité est également suivie au niveau des équipements informatiques ou au niveau des principaux usages tels que la climatisation, la ventilation, la sécurisation électrique. Les autres sources d’énergies comme le fioul, le froid via un réseau de climatisation peuvent également faire l’objet d’une mesure. Une fois que les principales sources d’énergies sont relevées, le calcul de la performance énergétique d’un Data center peut se faire à plusieurs niveaux et plusieurs indicateurs ont été normalisés en ce sens.
Le PUE (Power Usage effectiveness) est l’indicateur le plus connu, il mesure le rendement énergétique global du Data center. Le DCIE est l’inverse du PUE. La part d’utilisation des énergies renouvelables peut être évaluée par le calcul du REF (Renewable Energy Factor). La performance de la production de froid est mesurée par le calcul du COP (Coefficient of performance), cet indicateur est en cours de normalisation. La performance de la sécurisation électrique est calculée par le rendement des onduleurs dont le calcul est défini dans le Code Européen de bonne conduite des onduleurs.
De nombreux KPI sont en cours de normalisation sur l’énergie. La normalisation est le fait de l’ISO /IEC et est reprise par le Cenelec, sont en cours de normalisation les indicateurs : REF (Renewable Energie Factor), ITEEsv, ERF.
La notion d’évaluation du risque a été récemment introduite avec l’évaluation du Performance Indicator (PI).Plusieurs publications proposent d’intégrer plusieurs indicateurs, de façon disjointe comme ACE ou consolidée comme avec l’évaluation de KPI DCEM, attention toutefois aux indicateurs compilés qui peuvent rendre plus difficile l’analyse de la performance. Au niveau des tendances, les demandes des entreprises utilisatrices vont vers la mesure et le suivi de la consommation d’énergie totale par usage exprimée en énergie primaire.
consommation d'électricité
Type : Mesuré
Partie du Data center : Infrastructure Informatique Services
La consommation électrique, mesurée en Watt.heure (Watt multipliés par des heures) permet essentiellement de déterminer le coût considérant que ce dernier est facturé sur cette base par le distributeur d’énergie.
Comment la mesurer ?
Les différents points de consommations d’énergie doivent être mesurés soit :
- À l’aide de wattmètres pouvant reporter les consommations
- À l’aide de compteurs d’énergie en kWh qui reportent les consommations par la mesure simultanée du voltage, du courant et du facteur de puissance
La mesure des consommations d’énergie peut se faire à plusieurs points du Data center, soit par des relevés instantanés, soit de manière continue et historiée.
Point de livraison
Au niveau du compteur électrique, les mesures sont disponibles via le protocole TIC (Télé info Client), ou par abonnement auprès du fournisseur d’énergie (fichier CSV, …). L’information de consommation peut être obtenue en instrumentant le tableau général d’alimentation avec des compteurs d’énergie électrique. Dans le cas d’une création de salle, les compteurs sont installés à la conception. Dans le cas d’une salle existante : les compteurs peuvent être installés lors d’une opération de maintenance (Ex : solution non intrusive en tore ouvrant ou boucle de Rogowski). Les compteurs d’énergie électrique communicants sont disponibles dans différents protocoles (modBus, Mbus, BACnet, SNMP, Wireless, …)
Au niveau des baies
Il existe différentes solutions pour mesurer la consommation d’une baie. En installant directement les compteurs dans la baie, à raison d’un compteur par voie d’alimentation. Ces compteurs sont intégrés dans les PDU (non communicants) ou dans les PDU intelligents (communication en CPL ou SNMP). En instrumentant les tableaux de distribution (TD) avec des compteurs électriques pour mesurer chaque départ vers une baie. Pour une nouvelle salle, la solution compteurs avec des tores fermés est souvent câblée lors de la création de l’armoire. Dans le cas d’une salle en production, l’installation de compteurs équipés de tores ouvrants porte un réel intérêt, car selon les puissances et le contexte, l’installation peut être réalisée sans interruption de service. Les PDU et les différents types de compteurs sont disponibles dans différents protocoles de communication (Radio, modBus, SNMP, …)
Au niveau des process ou équipements
La consommation électrique est obtenue en instrumentant le tableau électrique avec des compteurs d’énergie électrique (communicants de préférence). Les compteurs sont installés à la conception du TGBT ou lors d’une opération de maintenance (Ex : solution non intrusive en tore ouvrant)
Au niveau des services
La consommation électrique est obtenue en faisant la somme des consommations d’énergie des équipements nécessaires pour délivrer le service étudié.
consommation de fioul
Type : Mesuré
Partie du Data center : Infrastructure
Les groupes électrogènes assurant le secours électrique du Data center sont alimentés en fioul (gazole non routier) pour générer de l’électricité. Il existe différents types de Gazole plus ou moins raffinés, avec plus ou moins de soufre et d’additifs divers en vue de limiter la pollution et d’augmenter la performance. Lors des pics de pollution de l’air, les préfets peuvent imposer à certaines entreprises de changer de fioul pour utiliser un fioul désulfuré qui acidifiera moins l’air et les pluies. Le fioul se mesure en litre. Avec une densité de 0,84 à 10°C, cela donne, à 11,86 kWh/kg, soit un pouvoir calorifique théorique de 9,96 kWh/litre.
Comment la mesurer ?
En France, le stockage de produits pétroliers est soumis à plusieurs réglementations selon la taille des cuves de stockage et leur localisation (aérienne, en fosse, souterraine, intégrée au groupe électrogène).
Les cuves sont pourvues de niveau permettant de suivre les consommations, la valeur pouvant être remontée à une console de pilotage.
consommation d'eau glacée
Type : Mesuré
Partie du Data center : Infrastructure
Certains Data centers localisés en milieu urbain sont connectés à un réseau d’eau glacée (SUC, Climespace…).Le fournisseur pilote une centrale de production de froid en amont qui alimente en eau glacée d’une température aux alentours de 4-5°C un réseau primaire. Le Data center est connecté via une sous station équipée d’une vanne départ et une vanne retour.
Comment la mesurer ?
Le poste de livraison du fournisseur est équipé d’un compteur mesurant les kilowattheure froid ou frigories. Si l’on souhaite calculer la consommation électrique correspondant à la consommation de froid, il faut prendre en considération le coefficient de performance de la centrale de production et du réseau de distribution (COP : (Coefficient de Performance). Cette valeur est généralement fournie par le fournisseur.
production d'eau glacée
Type : Mesuré
Partie du Data center : Service
Que mesure cet indicateur ?
Cet indicateur mesure la quantité de froid produite par les groupes froids, généralement exprimé en kWhfroid.
Pourquoi l'utiliser ?
Cet indicateur permet de mesurer l’activité de la production de froid du Data center. Il est utilisé pour calculer le rendement de la production de froid.
Comment le mesurer ?
Il existe plusieurs types de compteurs pouvant être installés en sortie de la production de froid.
3/5 : Utilisation (1 : peu utilisé, 5 : très utilisé)
4/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
2/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
Atouts
Permet d’avoir une mesure fine de l’activité des groupes froids.
Limites
L’installation des compteurs nécessite un interruption du service (à installer à la conception).
coefficient of performance
Type : Calculé / Mesuré
Partie du data center : Infrastructure
Abréviation : COP
Indicateur normalisé : En cours
Calcul
COP = Production de kWh froid/Consommation des groupes froid
Que mesure cet indicateur ?
Cet indicateur sans unité mesure le niveau de performance de la production de froid. Le SC39 de l’ISO mène une réflexion sur l’édition d’une norme spécifiant la mesure de SEER (Seasonally adjusted Energy Efficiency Ratio) et de CER (Cooling Effectiveness Ratio).
Pourquoi l'utiliser ?
Cet indicateur permet de mesurer le rendement de la production de froid et donc de l’optimiser.
3/5 : Utilisation (1 : peu utilisé, 5 : très utilisé)
4/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
1/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
4/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
1/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
Atouts
Permet d’avoir une mesure fine de l’activité des groupes froids.
power usage effectiveness
Type : Mesuré
Partie du Data center : Infrastructure
Abréviation : PUE
Indicateur normalisé : OUI ISO/IEC 30134-2
Organisme de référence : ISO/IEC JTC1-SC39
Calcul
Le PUE est le rapport PUE = EDC/EIT
EDC désignant l’énergie consommée par le Data center. EIT désignant l’énergie consommée par la production informatique. Mesurées pendant une période de 12 mois consécutifs. La norme ISO/IEC 30134-2 définit 3 indicateurs issus du PUE. pPUE : PUE partiel car mesuré sur une partie du Data center (par exemple une salle). iPUE : PUE interim car mesuré sur une période inférieure à 12 mois (par exemple PUE journalier, mensuel, saisonnier). dPUE : PUE de conception.
Note :
La première publication sur le PUE éditée par le consortium The Green Grid et repris dans le UE Code of Conduct for Data center avait également identifié l’indicateur DCIE (Data center Infrastructure Efficiency) comme étant l’inverse du PUE.
DCIE = 1/PUE
DCIE n’a pas fait l’objet d’une normalisation par l’ISO.
Que mesure cet indicateur ?
Le PUE mesure l’efficacité énergétique de l’infrastructure au service de la production informatique. Selon son objectif de qualité de service, un Data center met en place une infrastructure qui consomme de l’énergie en plus de celle de la production informatique : distribution électrique, refroidissement et consommations annexes. En calculant le rapport entre l’énergie totale consommée par le Data center, divisée par l’énergie dédiée à la production informatique, le PUE donne une idée du surcoût lié à l’infrastructure
Pourquoi l'utiliser ?
Il est très facile d’accès dans sa version basique et donne un aperçu d’efficacité globale. Il permet de construire et d’opérer l’infrastructure comme l’informatique à partir de mesures simples. Il fournit rapidement une estimation des effets des variations de consommation d’énergie, selon le matériel informatique, sa charge ou l’infrastructure. La norme cadre les conditions d’utilisation, la définition des différents domaines du Data center et tous les paramètres permettant de faire de cet indicateur un critère fiable.
Comment le mesurer ?
La mesure est bien indiquée par la norme qui considère plusieurs niveaux, selon que l’on sait mesurer plus ou moins loin de l’informatique. La définition basique effectue le rapport entre l‘énergie consommée en entrée de Data center, divisée par les sorties des onduleurs ; une définition avancée la rapporte à la somme des consommations mesurées par des PDU intelligents juste avant l’informatique. Toutes les consommations sont prises en compte pendant la même période. Les énergies sont exprimées en kilowattheure, quelle que soit leur origine, renouvelable ou non, générée sur place ou non.
Facteurs influents : la mission du Data center, sa charge, sa localisation et d’autres facteurs indiqués par la norme.
Paramètres annexes : la norme ISO/IEC 30134-2 fait en particulier référence à la norme ISO/IEC 30134-1. Cette dernière normalise les définitions du Data center et de ses différentes composantes.
5/5 : Utilisation (1 : peu utilisé, 5 : très utilisé)
5/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
2/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
5/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
2/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
Atouts
Simple à mesurer et utiliser dans sa version la plus basique
Limites
Doit être utilisé avec d’autres pour compléter la représentation de l’impact environnemental en termes d’énergie électrique : renouvelable, énergie primaire.
Le groupe de travail SC 39 travaille actuellement sur un indicateur basé sur l’énergie primaire.
Ne permet pas de comparer des Data centers d’architecture ou de mission différentes
renewable energy factor
Type : Mesurée
Partie du Data center : Infrastructure
Abréviation : REF
Indicateur normalisé : OUI IISO/IEC 30134-3
Organisme de référence : ISO/IEC JTC1-SC39
Calcul
REF = EREN/EDC
EDC désignant l’énergie annuelle consommée par le Data center en kWh. EREN désignant l’énergie renouvelable utilisée par le Data center, soit générée sur site, soit achetée à un fournisseur ou par certificat. Mesurés pendant une période de 12 mois consécutifs.
Que mesure cet indicateur ?
Le REF mesure la part d’énergie renouvelable consommée par le Data center. Comme il cherche à promouvoir les énergies renouvelables, il considère tous les mécanismes d’utilisation, que ce soit en production locale qu’en achat extérieur.
Pourquoi l'utiliser ?
Il est très facile d’accès et donne un ratio simple à comprendre, inférieur à 1.La norme cadre les conditions d’utilisation permettant de faire de cet indicateur un critère fiable. En particulier, il ne prend pas en compte l’énergie renouvelable produite sur site et revendue à l’extérieur plutôt qu’autoconsommée. Il indique aussi le mode de calcul en cas de consommation intermittente d’énergie renouvelable.
Comment le mesurer ?
La mesure est simple, et décrite dans la norme
2/5 : Utilisation (1 : peu utilisé, 5 : très utilisé)
5/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
1/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
5/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
1/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
Atouts
Simple à comprendre
Simple à mesurer
Limites
Doit être utilisé avec d’autres pour compléter la représentation de l’impact environnemental en termes d’énergie électrique : renouvelable, énergie primaire.
Ne distingue pas la production d’énergie renouvelable locale par rapport à celle achetée, dont l’impact sur l’énergie primaire est différent. Un autre document du SC39 prendra en charge cette limite.
kpi en cours de normalisation
Le SC 39 de l’ISO mène actuellement une réflexion les indicateurs suivants qui sont à des niveaux différents du process de normalisation.
ERF : Energy Reuse Factor
COP : Coefficient of Perfomance
CER : Cooling Effectiveness Ratio
SEER : Seasonally adjusted Energy Efficiency Ratio
ITEU sv : IT Equipement Energie Use for servers
ITEE network : IT Equipement Energie Efficiency for network
ITEE storage : IT Equipement Energie Efficiency for storage
ITEU storage : IT Equipement Energie Use for storage
ITEE sv : IT Equipement Energie Efficiency for servers (détaillé ci après)
it equipment energy efficiency for servers
Type : Calculé
Partie du Data center : Informatique
Abréviation : ITEEsv
Indicateur normalisé : En cours
Organisme de référence : ISO / IEC JTC1 30134-4
Calcul
Rapport entre la somme des performances maximum de serveurs par la consommation maximale des serveurs.
Que mesure cet indicateur ?
Cet indicateur mesure le rapport entre la performance maximum de serveurs pour réaliser une tâche, rapporté à la consommation maximum de ces mêmes serveurs. C’est un indicateur de l’efficacité énergétique maximale de cet ensemble de serveurs.
Pourquoi l'utiliser ?
Pour mesurer l’adéquation de l’outil informatique, les exploitants du système d’information utilisent des benchmarks spécifiques, relatifs à leur activité propre : puissance de calcul, performance du système de stockage, accès mémoire, taux de transfert… Ces tests de performance mettent souvent en évidence la performance maximum d’un ensemble de serveurs. En rapportant cette métrique à la consommation maximale du même ensemble de serveurs, on obtient une mesure de l’efficacité énergétique maximale du lot de serveurs à réaliser une tâche. Cette tâche étant fixée par le test, on pourra mesurer le maintien de l’adéquation de l’outil informatique lors des modifications de serveurs. C’est un indicateur de performance énergétique métier, hautement spécialisé : combien le système fournit-il de telle performance par Watt ?
Comment le mesurer ?
Il faut effectuer simultanément 2 mesures : le résultat du test de performance et la consommation énergétique de chaque serveur. La méthodologie doit être précise et hautement reproductible. Le benchmark doit mesurer une activité qui influe sur la consommation énergétique du lot de serveurs. Ses itérations successives doivent avoir des résultats homogènes. Par exemple : je dispose d’un cluster de machines pour du calcul parallèle. Mon système est conçu pour atteindre sur 100 nœuds de calcul une valeur minimale en nombre d’opérations en calcul flottant par seconde. Le benchmark utilisé à la livraison est reconnu par la profession « Linpack ». Ce benchmark fixe la charge de manière reproductible. Il me donne le nombre maximal d’opérations en calcul flottant atteignable par mon système. Je mesure la consommation maximale de chaque nœud pendant l’exécution, par les PDU alimentant les nœuds. J’obtiens un rapport « Nombre maximal d’opérations en calcul flottant par Watt ». A supposer que je change le processeur de ces machines par un plus performant en calcul flottant, une nouvelle itération du test me permettra de comparer l’efficacité énergétique du système, donc son coût d’exploitation.
Facteurs influents : Le type de charge ainsi que la configuration matérielle et logicielle influent fortement. L’activité mesurée sur le groupe de machines doit influer fortement sur la consommation énergétique.
Paramètres annexes : La publication des résultats doit être extrêmement précise et comporter la configuration du groupe de machines testées, le benchmark utilisé, sa version ainsi que sa configuration éventuelle, le mode de mesure de consommation, l’identification du Data center… La norme est en cours de rédaction : la norme devrait permettre de remplacer l’une ou l’autre de ces mesures par une valeur maximale connue, mais il faudra le spécifier.
1/5 : Utilisation (1 : peu utilisé, 5 : très utilisé)
3/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
2/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
3/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
2/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
Atouts
Indicateur spécifique à l’activité métier.
Facile à appliquer sur des grappes de serveurs identiques.
Mesure aisée de l’évolution de la performance par watt.
Limites
Le benchmark doit s’appliquer de façon uniforme à tous les serveurs d’un groupe.
Le benchmark doit être choisi avec soin, pour pouvoir s’appliquer de façon répétée.
Attention aux maths !
availability capacity efficiency
Type : Global
Partie du Data center : Infrastructure
Abréviation : ACE
Indicateur normalisé : NON
Organisme de référence : Future Facilities Limited
Calcul
Avaibility ou Disponibilité = Charge électrique IT disponible dans le pire des cas de panne électrique ou de climatisation. Cet indicateur est exprimé en pourcentage de la charge totale.
Capacity ou capacité = Puissance électrique de l’IT pouvant être déployé en salle informatique sans risque thermique. Cet indicateur est exprimé en pourcentage par rapport à la capacité initiale prévue à la conception.
Efficiency ou efficacité : Métrique permettant d’évaluer si le process de climatisation et de traitement d’air des salles informatiques est efficace. Cet indicateur peut être exprimé en pourcentage du PUE réel par rapport au PUE cible de conception.
Que mesure cet indicateur ?
Cet indicateur évalue et visualise les trois métriques essentielles à un remplissage serein (disponibilité) et responsable (pas de capacité gaspillée et énergie maitrisée). Elles sont représentées sous la forme d’un triangle. ACE procure une approche holistique en termes de performance et intègre l’interaction entre les différentes métriques.
Pourquoi l'utiliser ?
Cet indicateur a la spécificité de reposer sur des simulations numériques des écoulements d’air (CFD). En effet, les trois métriques sont évaluées lors de simulations prédictives du comportement de la salle en cas de panne ou lors de son remplissage au maximum de sa capacité. Il est donc un bon indicateur pour vérifier à l’avance que l’on peut remplir sa salle sans risque thermique (disponibilité élevée maintenue) avec une bonne efficacité énergétique (air froid bien distribué) et une capacité qui ne s’écarte pas de la capacité de conception de la salle. En effet, on remarque très souvent que lorsqu’on atteint un taux de remplissage de 60% des points chauds apparaissent limitant les déploiements futurs. Ceci constitue un coût considérable car il faut alors reconstruire un Data center ou trouver une solution d’hébergement. ACE guide le responsable de Data center pour remplir sa salle informatique jusqu’à ses limites de conception sans risque et efficacement.
Comment le mesurer ?
L’indicateur de performance ACE est évalué à partir d’un modèle 3D de simulation qui a été calibré, appelé Salle Virtuelle (voir Encadré Limites). Une fois le modèle calibré, la simulation va permettre d’identifier les équipements qui peuvent être en situation de surchauffe (A) dans une situation donnée (affichage en rouge). Des indices d’efficacité relatifs à la distribution de l’air pour refroidir l’IT complètent l’approche (E). Enfin, des baies sont ajoutées dans la salle pour simuler son comportement avec un taux de remplissage maximal et s’assurer que la capacité (C) n’est pas dégradée. Paramètres annexes : Différents livres blancs sur ACE à http://www.futurefacilities.com/media/whitepapers/ La démarche autour de l’indicateur ACE a été un incubateur pour la naissance de l’indicateur PI (Performance Indicator – The Green Grid).
1/5 : Utilisation (1 : peu utilisé, 5 : très utilisé)
4/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
4/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
4/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
4/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
Atouts
L’indicateur ACE peut être utilisé à la fois par les concepteurs de Data centers pour proposer le meilleur design possible mais aussi par les opérateurs pour comparer la performance actuelle à la performance originelle en :
- Minimisant la période d’indisponibilité grâce à une disponibilité améliorée
- Contrôlant la capacité perdue – et donc les k€/kW et les TCO (Total Cost of Ownership) – pour maintenir la capacité de la salle
- Réduisant les factures énergétiques par une efficacité du refroidissement accrue
La mise en œuvre d’ACE est un travail conséquent car il nécessite une modélisation précise (inventaire exhaustif) et une calibration. Celle-ci consiste à réaliser des mesures sur site pour s’assurer que les données d’entrée imposées en simulation conduisent à un modèle qui se comporte fidèlement à la salle réelle. Cela passe par des mesures de débits d’air (dalles perforées, zones de reprise etc.) et des mesures de température d’air en particulier dans les zones de reprise et de soufflage. Des relevés électriques permettent de répartir la charge IT. Une fois le travail itératif de calibration réalisé, il va falloir mettre à jour le modèle de salle virtuelle et donc mettre en place des procédures pour répercuter dans le modèle les changements effectués. Une autre option est d’interfacer l’outil CFD avec un outil DCIM d’un groupe. Le benchmark doit être choisi avec soin, pour pouvoir s’appliquer de façon répétée. Attention aux maths !
performance indicator
Type : Global
Partie du Data center : Infrastructure
Abréviation : PI
Indicateur normalisé : Non
Organisme de référence : The Green Grid
Calcul
Que mesure cet indicateur ?
Il propose trois métriques, sous la forme d’un triangle :
- PUE Ratio (PUEr(X)) : se réfère à une classe énergétique du Data center (voir ci-contre)
- IT Thermal Conformance : basée sur les températures d’air en entrée de l’IT en opération normale
- IT Thermal Resilience : basée sur les températures d’air en entrée de l’IT lors d’une panne d’ACU ou une opération de maintenance.
Pourquoi l'utiliser ?
Cet indicateur évalue et visualise la performance du refroidissement du Data center. Il permet d’avoir une vision équilibrée des performances en termes de refroidissement. Il intègre l’efficacité énergétique, la fiabilité des équipements en mode de fonctionnement normal et la résilience thermique de l’infrastructure en cas de panne ou arrêt de la climatisation. C’est un outil d’aide à la décision pour maintenir la capacité de la salle.
Comment le mesurer ?
Cet indicateur repose sur des mesures de puissances électriques et de températures d’air ou de la thermographie IR. Il introduit les techniques de modélisation des flux d’air pour évaluer le PI, pour mesurer la performance aujourd’hui, mais aussi lors des évolutions futures de la salle. Il définit quatre niveaux d’évaluation : niveaux 1 et 2, mesures seules ; niveaux 3 et 4, mesures plus simulations.
Paramètres annexes : TGG met en ligne un outil pour entrer, afficher et stocker le triangle et les valeurs des 3 métriques pour plusieurs salles dans le temps :
http://www.thegreengrid.org/en/Global/Content/Tools/PerformanceIndicatorTool d’après le livre blanc WP#68
http://www.thegreengrid.org/en/Global/Content/white-papers/WP68-ThePerformanceIndicator
1/5 : Utilisation (1 : peu utilisé, 5 : très utilisé)
4/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
3/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
4/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
3/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
Atouts
Il permet d’améliorer la performance énergétique (en particulier souffler de l’air plus chaud), tout en conciliant résilience et fiabilité de l’IT. Il permet de suivre les évolutions de la performance dans le temps et d’anticiper son évolution lorsqu’on fait des changements.
Limites
L’évaluation de la résilience thermique sans simulation numérique nécessite de mesurer les températures d’entrée d’air lors de l’arrêt d’une partie de la climatisation.
La mise en œuvre du PI pour avoir une approche prédictive requiert la construction d’un modèle de simulation 3D calibré (niveau 4), donc quelque chose de conséquent.
data center performance
Type : Global
Partie du Data center : Infrastructure
Abréviation : DCp
Indicateur normalisé : oui
Organisme de référence : ETSI RGS/OEU-0011
Calcul
Le calcul de l’indicateur DCp est effectué en multipliant plusieurs éléments.
KPI TE : KPI Task Efficiency, mesure de la performance énergétique du Data center (s’approche du PUE)
Wreuse et KPIreuse font référence à la réutilisation de la chaleur fatale issue du Data center.
Wren et KPIren réfèrent à l’utilisation d’énergie renouvelable locale.
Que mesure cet indicateur ?
Cet indicateur est une agrégation de plusieurs indicateurs (performance du Data center, réutilisation de la chaleur fatale, utilisation des énergies renouvelables) qui a pour finalité à travers une étiquette de type affichage énergétique de comprendre facilement le niveau de performance énergétique d’un datacenter
1/5 : Utilisation (1 : peu utilisé, 5 : très utilisé)
2/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
1/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
2/5 : Facilité de mise en œuvre (1 facile, 5 difficile)
1/5 : Coût de mise en œuvre (1 peu coûteux, 5 coûteux)
Atouts
Une note unique
Limites
L’agrégation de plusieurs indicateurs peut rendre l’analyse plus complexe.