Datacenter Standards – JanWiersma.com

Labels, metrieken en hokjes voor ‘groene ICT’

Oke, laten we eerlijk zijn… de meeste mensen zijn gek op labels plakken en dingen in hokjes stoppen. Het houd de zaken overzichtelijk en zorgt er voor dat we dingen met elkaar kunnen vergelijken. Zo ook in de ICT sector en de datacenter industrie.

In de afgelopen maanden werd ik diverse keren geconfronteerd met ‘misbruik’ van metrieken <pue blog> of de creatie van nieuwe metrieken of labels. Soms oneigenlijk gebruik van bestaande methode, maar steeds vaker een poging tot introductie van nieuwe labels die vooral gefocust zijn op ‘groen’ en de gehele IT dienstverlening keten.

Binnen DatacenterPulse (DCP) hebben we de diverse lagen en onderdelen in het datacenter gevat in een praat plaat genaamd de DataCenterPulse Stack. Naast het feit dat deze de opbouw en onderlinge afhankelijkheden laat zien van de lagen, word hier ook gesproken over metrieken of labels.

Het gedeelte van “Input metrics –> Layer metrics per business sector” doelt daar op. Het verwijst naar de verschillende metrieken en labels die op de diverse lagen beschikbaar zijn.

Voorbeelden hier van zijn:

PUE, op de Physical&Real Estate laag, welke energie efficiëntie in het facilitaire deel van het datacenter in beeld brengt.
WUE, op de Real Estate laag, welke efficiënt water gebruik in beeld brengt.
SPECpower, op de Platform laag, welke energie efficiëntie voor servers in beeld brengt.
Etc…

Diverse organisaties proberen ook al enige tijd een ‘usefull work’ metriek uit te brengen. Deze moet de overhead in energie gebruik laten zien v.s. de hoeveelheid energie die verbruikt word voor het ‘werk dat er echt toe doet’.

Dit is echter lastig op te lossen aangezien ‘usefull work’ voor het ene bedrijf iets totaal anders kan betekenen dan voor het andere bedrijf. De output van IT kan niet altijd op dezelfde manier gewogen worden.

Het brengt ook het probleem met zich mee van het vangen de de alle lagen in de Stack in 1 label of berekening/metriek. Gezien de complexiteit van al deze lagen en de variabelen (kwalitatief / kwantitatief) is de vraag of dat wel haalbaar is.

Een recente discussie die ik mocht bijwonen ging over een ‘groen label voor cloud computing’. Hier mee zou dan gemakkelijk leveranciers te vergelijken zijn en kunnen bedrijven aantonen dat ze ‘groener’ worden door over te stappen naar cloud computing. Het zou dan een F tot A++ label zijn, zoals met wasmachines en koelkasten op dit moment werkt.

Ik begrijp de hang hier naar best, maar laten we deze wens eens uit elkaar trekken:

We beginnen met de definitie: wat is groen dan ? Vaak zie je dat er eigenlijk energie efficiënt word bedoeld. Echter bij groen moet men alle elementen van verbruik mee nemen. Hier in zit dus ook water gebruik en andere grondstoffen. Ook uitstoot moet eigenlijk mee genomen worden. Van totale CO2 uitstoot tot afval van server systemen.
Hoe weet ik of ik ‘groener’ word ? Dit betekend dat ik in de hele context van de vraag moet weten waar ik nu sta en dat ik dit moet kunnen vergelijken met het ICT ecosysteem van een ander.
Wat is dan de definitie van cloud computing ? Hier zijn al hele boeken en blogs over vol geschreven. Deze afkadering is nog steeds erg flexibel. Laten we voor dit argument eens zeggen dat het Software As A Service is (SAAS). Dan betekend dit dat we de hele DCP Stack in 1 label proberen samen te vatten op het onderwerp ‘groen’. Hier in zouden we dus alle soorten koeling, stroom distributie, server typen, besturingssystemen, applicatie frameworks en talen moeten wegen en in 1 label moeten vangen…

Een label op deze twee grote hypes (groen & cloud) die uit zulke complexe onderdelen bestaat… schreeuwt om misbruik door zijn eigen industrie. Zoals we binnen de datacenter industrie ook met PUE hebben gedaan.

Dit brengt ons bij het punt van creatie, acceptatie en standaardisatie van metrieken en labels. Mijn GreenGrid collega Andre Rouyer gebruikt daar altijd een mooi plaatje voor:

Deze begint bij Industry Alliances zoals de Green Grid, ICT~Office, DatacenterPulse, etc.. Dit is vaak de broedplaats voor nieuwe labels en metrieken. Zodra is voldoende markt acceptatie is, worden deze uitgewerkt door Standaardisatie organisaties. Denk hierbij aan NEN, CENELEC en ISO. Deze uitwerking leid tot een meetbaar en auditbare norm op het label of de metriek. Het zorgt voor duidelijke definities en beoordelingscriteria. Hierna worden deze normen opgenomen in (lokale) regelgeving door de diverse Overheden en kan er op gehandhaafd worden. Dit totale proces duur jaren.

Met de PUE hebben we gezien hoe dit proces kan (mis)lopen: bedacht door de GreenGrid en uitgewerkt in 2 a 3 jaar. Op dit moment ligt het op ISO niveau waar het tot een internationale standaard uitgewerkt gaat worden in de komende 2 a 3 jaar. In de tussen tijd heeft echter de overheid de PUE al opgepikt om er op te handhaven. Daarbij is er dus een belangrijke stap overgeslagen.

Het gebruik van metrieken&labels voor regulering vanuit overheid moet daar naast ook niet leiden tot de blokkade van innovatie zoals dat bij de adoptie van ASHRAE 90.1 gebeurde, waarbij het uitgebrachte label elke andere vorm van innovatieve koeling uitsloot. Als dit label vervolgens een wettelijke eis word door overheid adoptie, dan streeft deze in feiten zijn eigen doel voorbij.

Men moet dus goed nadenken over de consequenties van de introductie van metrieken en labels:

Is het wel haalbaar; probeer ik niet een te complex systeem te vangen ?
Zijn de definities van de onderdelen die ik probeer te vangen wel helder ?
Welke manipulatie laat het label toe ? (gaming the system)
Indien er adoptie plaats vind door de overheid; welke effecten zal dit hebben op je sector/industrie ?
…

Het proces daarna is zo mogelijk nog belangrijker: uitproberen en testen van het label/metriek door de markt –> veel feedback verzamelen en verwerken –> aanscherpen en verder uitwerken. Indien blijkt dat het toch niet zo’n goed idee was, dan ook niet bang zijn om weer afscheid te nemen van het idee. Pas als het label goed gerijpt en uitwerkt is, dan is het klaar voor de stap naar standaardisatie.

De roep om een label is makkelijk gedaan, maar zoals de Amerikanen zeggen ‘Be Careful What You Wish For’.

Wil iemand het licht uit doen voor EUE ??!?

In 2007 lanceerde The Green Grid het idee van PUE. Het was niet perfect en niet uitgewerkt. In 2009 kwam de DOE met de EUE. Daar van zijn inmiddels diverse beschrijvingen en vormen:

1. “EUE is calculated by dividing the total source energy by total UPS energy. Some factors will not be a part of the calculation, such as heating and cooling degree days, data center type (traditional, hosting, Internet, etc) and UPS utilization.”

2. “EUE (energy usage efficiency) is very similar to PUE (power usage efficiency) with two notable exceptions. PUE covers only electrical usage where EUE covers all energy coming in to the data center. PUE also only covers electrical power from the entrance to the facility, EUE covers the energy from the source.”

3. “EUE is the same as PUE but calculated in one full year”

4. “EUE is the same as PUE but calculated in kWh”

5. “Deze EUE geeft een energie-prestatiemaat aan, de verhouding tussen het energiegebruik van ondersteunende diensten (zoals koeling) en het ICT-gerelateerde energieverbruik.”

Deze laatste kwam uit Nederland waar men dacht de opstart problemen met PUE ook te moeten aanpakken. ICT~Office kwam, met TNO, in 2009 met het idee voor EUE. Vaak werd aangehaald dat PUE niet over 1 heel jaar berekend hoeft te worden of geen rekening houd met energie (of warmte) terug leveren vanuit het datacenter. Ook het feit dat Nederland een eigen specifieke metriek voor datacenter energie efficiëntie nodig had werd vaak aangehaald.

Nou ben ik behoorlijk nationalistisch ingesteld; ik sta compleet in het oranje in de kroeg tijdens het EK, ik leef mee met ons koningshuis en ik eet haring… maar die EUE heb ik nooit begrepen. Als het dan iets echt Nederlands moest zijn, dan tenminste een echte vertaling – Energie Gebruiks Efficiëntie (EGE).

Recent duikt de EUE weer vol op op in Nederland. Ik hoor ICT~Office er over en AgentschapNL.

Tijdens een EMEA bijeenkomst met internationale collega’s van The Green Grid werd ik dus ook een beetje meewarig aangekeken toen de term viel. Zeker omdat de EPA&DOE de EUE inmiddels heeft los gelaten en PUE ondersteund. Ook de Europese Commissie heeft de PUE geadopteerd voor de Datacenter Code of Conduct.

Veel van de manco’s zijn ook inmiddels geadresseerd voor de PUE. In whitepaper #22 worden enkele zaken geadresseerd:

Since power distribution losses and cooling equipment power consumption will always take positive values, DCiE can never be greater than 100%, nor can PUE be less than 1.0
The PUE and DCiE metrics can be computed using either power (kilowatt) or energy (kilowatt-hour) measurements.
The Green Grid discourages comparisons of different datacenters based on reported PUE/DCiE results. Location, architecture, vintage, size and many other factors all play a role in a data center’s ﬁnal results
The Green Grid’s PUE /DCiE Detailed Analysis provides instructions for several options, differentiated by expected accuracy, for collecting power consumption data and calculating PUE and DCiE values.
Without some indication as to the time over which particular results were calculated or the frequency with which individual data points were collected, comparison of results are difﬁcult.
pPUE = Total Energy within a boundary divided by the IT Equipment Energy within that boundary. (Zie deze presentatie en whitepaper #42)

Dus: de PUE mag niet onder de 1 zijn, PUE mag in kW of kWh berekend worden, PUE is niet bedoeld om datacentra met elkaar te vergelijken. Daarnaast dient er bij PUE publicatie context mee gegeven te worden. Deze context bestaat uit de locatie van de meting en de periode van meting;

De locatie van meting:

Het moment van meten:

The subscript is created by appending a character denoting the averaging period and a
character denoting the data collection frequency onto the reported metric
• Averaging Period:
o ‘Y’ denotes a measurement averaged over a year
o ‘M’ denotes a measurement averaged over a month
o ‘W’ denotes a measurement averaged over a week
o ‘D’ denotes a measurement averaged over a day

•Frequency:
o ‘M’ denotes a measurement taken monthly
o ‘W’ denotes a measurement taken weekly
o ‘D’ denotes a measurement taken daily
o ‘C’ denotes a measurement taken continuously (at least hourly)
o ‘–‘ denotes a single measurement (averaging period not used)

Dit geeft de volgende voorbeelden:

Bovenstaande geeft de lezer van een PUE getal een betere context rond de gepubliceerde cijfers. De discussie over een PUE ‘is niet over 1 heel jaar’ is daar mee dus ook afgedekt. Voor de manier van meten en technische uitwerking is samen met ASHRAE een boek geschreven genaamd “Real-Time Energy Consumption Measurements in Data Centers”.

Daar waar leveranciers van datacenter modules, koeling of energie onderdelen graag hun efficientie in beeld willen brengen kunnen ze voor dat deel de Partial PUE (pPUE) gebruiken. Hier mee is meteen duidelijk dat het over een datacenter deel gaat en niet over de gehele installatie.

Voor PUE berekening bestaat ook al enige tijd een tool op de Green Grid website.

Als men energie terug levert als (rest)product van het datacenter, kan men die inzichtelijk maken via de ERE: A Metric for Measuring the Benefit of Reuse Energy from a Data Center. Daarbij komt de PUE dus nooit onder de 1.

Tot ziens EUE

Nu er internationaal gekozen word voor PUE en deze zo ver uitgewerkt is, zou het fijn zijn als de Nederlandse organisaties zich hierbij aansluiten. Sommige ontwikkelde normen zoals BREEAM-NL en te ontwikkelen normen zoals NPR 5313 hebben de PUE ook over genomen. Dit voorkomt allemaal ruis in de markt. Zowel bij datacenter klanten, bij datacenter eigenaren, als bij de overheid. Spraakverwarring over een onduidelijke EUE moet vermeden worden, zodat we bij RFP’s of overheidsregels elkaar niet wazig behoeven aan te kijken. Zoals Neelie Kroes zegt;

Once we have a transparent way to measure, we can start in earnest to audit, report, and exchange best practice in the ICT sector.

Laten we die transparantie eenduidig en internationaal houden… en EUE gedag zeggen. *klik*

Datacenter relevante (energie) wetgeving – whitepaper

De Green Grid heeft een nieuw whitepaper uitgebracht: White Paper #44 – Energy Policy Research and Implications For Data Centres In EMEA. Het document telt 216 pagina’s aan relevantie wetten, regelgeving en subsidie mogelijkheden op het gebied van energie verbruik en relevante gebieden. Diverse landen in de EMEA regio worden behandeld, waar onder Nederland, Duitsland, Frankrijk, UK, maar ook Zuid Afrika en Rusland. Het document is een product van de EMEA Technical Commissie van The Green Grid, onderleiding van Harkeeret Singh. CBRE was verantwoordelijk voor het uitvoeren van het onderzoek. Het document is beschikbaar voor Green Grid leden en komt op termijn beschikbaar voor niet-leden.

Als voorbeeld de inhoudsopgave voor het Nederlandse deel:

8 Netherlands
1. EU and International Policies
1.1. European Performance of Buildings Directive & Energy Performance Certification
1.2. The Energy Labelling Directive (92/75/EEC)
1.3. EU Ecolabel/Flower
1.4. European Commission Code of Conduct on Data Centre Energy Efficiency
1.5. Eco-Design Directive for Energy-Using Products (2005/32/EC)
1.6. Certain Fluorinated Greenhouse Gases (EC Regulation 842/2006)
1.7. EU GHG Emission Trading Scheme (Directive 2003/87/EC)
2. National Policy Context .
2.1. Decree Energy Performance of Buildings (BEG)
3. Regulatory Obligations
3.1. Building Regulations: Bouwbesluit
3.2. Planning: Spatial Planning Act
3.3. Spatial Planning Act (Wet op de ruimtelijke ordaening)
3.4. Environmental Management Act (2004)
4. Financial Costs
4.1. NOx emissions trading
4.2. Carbon Taxes
5. Financial Incentives
5.1. Tax incentive: EIA (Energy Investment Allowance) .
5.2. Financing Support and Interest-Free Loans
5.3. Feed-in Tariffs (FITs)
6. Voluntary Mechanisms
6.1. BREEAM-NL
6.2. Green Fan
6.3. More with Less Programme
6.4. InfoMil
6.5. Energy Star

PUE, wereldwijd ondersteund

Zoals ik eerder melde in Werken aan eenheid rond PUE.., is men bezig om een breed ondersteunde omschrijving van PUE vast te stellen.

Deze is recent uitgebracht:

On January 13, 2010, eight leading organizations that set or use data center energy efficiency metrics, including the 7×24 Exchange, ASHRAE, The Green Grid, Silicon Valley Leadership Group, U.S. Department of Energy’s Save Energy Now and Federal Energy Management Programs, U.S. Environmental Protection Agency’s ENERGY STAR Program, U.S. Green Building Council, and Uptime Institute, met to discuss these metrics for data centers and formed a task force to further define these measurements. This task force, which has met regularly since the initial summit, has prepared the attachedRecommendations for Measuring and Reporting Overall Data Center Efficiency. The goal of this document is to recommend a consistent and repeatable measurement strategy that allows data center operators to monitor and improve the energy efficiency of their facilities. A consistent measurement approach will facilitate communication of Power Usage Effectiveness (PUE), the recommended energy efficiency metric from the agreed upon guiding principles, among data center owners and operators. More information about the guiding principles from the January meeting can be found here.

The attached document addresses how to measure PUE in dedicated data centers. The task force will continue to meet to develop recommendations for how to measure PUE for data centers in larger mixed-use facilities.

We hope that these recommendations help you understand how to measure and publish overall data center infrastructure energy efficiency, and we welcome any questions by e-mail to ENERGYSTARdatacenters@icfi.com.

Data Center Metrics Task Force Recommendations 7-15-2010

Dit document geeft een mooie basis voor het werk van NEN en CENELEC voor de respectievelijk Nederlandse en Europese datacenter standaarden.

Mijn dank aan DatacenterPulse collega Tim Crawford, voor zijn inzet en werk op dit vlak!

BICSI-002 uitgebracht

Zoals eerder vermeld is BISCI bezig met de “Data Center Design and Implementation Best Practices”. Deze is nu officieel uitgebracht.

With the push for greater capacity, increased efficiency and higher levels of utilization, data centers have become
more complex to design and bring on-line. Due to this, today’s data center designer is often required to have knowledge in mechanical, electrical and telecommunications systems—areas not typically found in the same reference manuals or standards.

BICSI 002 addresses this need. Written to complement existing standards, within its pages are requirements,
recommendations and additional information that should be considered when planning and building a data center,
such as site selection, layout, thermal systems and security.

http://www.bicsi.org/uploadedFiles/News062110_Standard.pdf

Werken aan eenheid rond PUE…

Op 13 januari 2010 kwam onder leiding van de US Department Of Energy (DOE) een bont gezelschap bij elkaar:

7×24 Exchange
ASHRAE
The Green Grid:
Silicon Valley Leadership Group
U.S. Department of Energy Save Energy Now Program
U.S. Environmental Protection Agency’s ENERGY STAR Program
U.S. Green Building Council
Uptime Institute

Doel was consensus te vinden rond het meten van energie efficiëntie. Naar aanleiding van deze bijeenkomst werd een overeenkomst gesloten om op dit gebied samen te werken en te komen tot een standaard.

In navolging van deze overeenkomst werd in april aangekondigd dat diverse overheids en standaarden organisaties ook aangehaakt zijn en gezamenlijk werken aan de wereldwijde normering van PUE:

Parties to the agreement include segments of the U.S. Department of Energy, as well as the U.S. Environmental Protection Agency’s (EPA’s) Energy Star program, Japan’s Ministry of Economy, the European Union Code of Conduct, and various industry groups, such as the before-mentioned Green Grid and the Green IT Promotion Council of Japan. The agreement specifies power usage effectiveness (PUE) as the industry standard for energy efficiency measurement.

Zie ook: The Green Grid in een persbericht hier over.

Hier mee heeft deze samenwerking de potentie om een wereldwijde standaard voor PUE neer te zetten.

De vraag is; wat gaat Nederland doen ? Gaat bijvoorbeeld ICT~Office (samen met TNO) door met de ontwikkeling van de Nederlandse EUE ? Of zoeken we aansluiting bij de internationale initiatieven.

DatacenterPulse is aangesloten bij het internationale initiatief, via de samenwerkingsovereenkomst met The Green Grid en de samenwerking met Silicon Valley Leadership Group.

Meer over de samenwerking aan een energie efficiëntie norm:

– DatacenterJournal.

– Persbericht van EnergyStar.gov

De BICSI-002 standaard.. of.. handboek…

Zoals eerder aangegeven werkt BICSI aan een datacenter standaard. Deze heeft de naam BICSI-002 mee gekregen en word verwacht in 2010. Nu de laatste hand word gelegd aan het document van 400+ pagina’s, word er ook meer bekend over de inhoud.

Het document krijgt de naam “Data Center Design and Implementation Best Practices” mee. Hier mee is het ook duidelijk dat het meer om een ‘best practices’ handboek gaat, dan om een standaard.

Het document is gebaseerd op Amerikaanse normen, maar zou internationaal bruikbaar moeten zijn. Zoals met veel documenten van standaarden organisaties, beschrijft het redelijk traditionele techniek.

BICSI heeft een uitgebreid artikel geschreven over de te verwachte inhoud van het document.

BICSI News Magazine