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Les centres informatiques se mettent au vert

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Face au coût croissant de l'énergie et au manque de place, les centres informatiques adoptent des technologies « vertes » qui réduisent leur consommation électrique tout en libérant des m2. spécialiste du domaine, Sun a ainsi atteint un nouveau record ave

Les centres informatiques se mettent au vert

Toutes les grandes entreprises, industrielles ou tertiaires, possèdent un centre informatique (datacenter) qui regroupe les serveurs constituant le cœur de leur système d'information. Particulièrement sensibles, « la moitié de ces installations sont complètement dépassées » alerte Rakesh Kumar, analyste chez Gartner.

Construits il y a 12 ans en moyenne, les datacenters sont saturés de serveurs. Faute de m2 disponibles, il n'est plus possible d'ajouter de la puissance de calcul supplémentaire. A cette contrainte d'espace s'ajoute celle de la consommation électrique qui a été multipliée par 6 en 10 ans, passant de 1 à 5 kWh en 1995 à 20 à 30 kWh aujourd'hui. Si bien que « certains datacenters en Ile de France ont atteint les limites de capacité du réseau public » explique Patrice Marchini, en charge de l'offre de conseil « Eco » chez Sun. Cette consommation excessive à un coût. « Au rythme actuel, la facture électrique pourrait représenter la moitié du budget informatique d'ici quelques années » estime Karim Bahloul, consultant chez IDC.

Rationaliser l'existant

L'ensemble des spécialistes - de Sun à IBM en passant par SGI et Hitachi Data Systems - proposent des solutions pour résoudre cette crise énergétique tout en diminuant de façon conséquente la surface au sol. Les entreprises regagnent alors une marge de manœuvre pour ajouter de la puissance de calcul lorsque cela est nécessaire.

Accenture a mené une vaste étude pour évaluer l'impact de ces nouvelles solutions. Selon le cabinet, il est possible de réduire de 74% la consommation électrique des centres de calcul existants, sans pour autant jeter l'ensemble des machines à la poubelle. Cependant, un renouvellement complet de l'infrastructure permet d'atteindre 79% d'économie d'énergie et, surtout, de libérer une place au sol importante.

Pour en mesurer finement les bénéfices et faire des économies, Sun vient de consolider l'ensemble de ses centres informatiques dans le monde. Le constructeur est ainsi passé de 14 datacenters dans le monde à 2 (Santa Clara et Londres). Permettant de stocker 2 fois plus de données et d'en traiter 4 fois plus qu'avant, cette nouvelle infrastructure « verte » repose sur 1015 serveurs au lieu de 2177 auparavant. Elle n'occupe plus que 7.000 m2 au sol contre 19.000 précédemment, soit un gain d'encombrement de 88%. Du côté de l'énergie, il ne faut plus que 500 kWh pour alimenter les deux centres de données contre 2,2 MWh un an plus tôt, soit 61% d'économie d'énergie. Un gain qui correspond à 4.100 tonnes de gaz à effet de serre (GES) rejetées en moins, ce qui équivaut à retirer 350 voitures de la route chaque année. C'est pourquoi on parle aussi de « green datacenter » ou de « green IT ».

Un PUE de 1,28

Les spécialistes résument les progrès réalisés en terme de consommation d'énergie à l'aide de deux indicateurs - PUE et DCiE - standardisés par le consortium The Green Grid. Le Power Usage Effectiveness (PUE) mesure le rapport entre l'électricité totale consommée par le datacenter et celle réellement utilisée par les équipements informatiques. Le DcIE fait le rapport inverse pour obtenir un pourcentage exprimant une efficacité énergétique. Sun a ainsi mesuré un PUE de 2,5 pour sa première infrastructure contre 1,28 pour ses nouveaux datacenters « verts ». Soit une efficacité énergétique (DCiE) de 72%. C'est à dire que seulement 28% de l'électricité consommée n'atteint pas les serveurs et les unités de stockage.

En mesurant finement les différentes composantes du PUE, les spécialistes de l'informatique « verte » se sont aperçus que ce sont essentiellement les systèmes de refroidissement des datacenters et de conversion électrique qui diminue le rendement énergétique. L'électricité est transformée en chaleur qui impose d'ajouter des équipement de refroidissement qui consomment eux-même de l'électricité, etc. Si le choix des serveurs, notamment des microprocesseurs qui les équipent, et des systèmes de refroidissement est important, la classe du datacenter influence elle aussi le PUE.

Classés en 4 catégories allant de Tiers 1 à Tiers 4, les centres informatiques ne sont pas tous conçus pour fournir le même niveau de disponibilité. Ainsi, les datacenters Tiers 1 et 2 n'ont pas d'alimentation électrique redondante contrairement aux datacenters Tiers 4 qui activent en permanence deux circuits électriques en parallèle. On ne peut donc pas obtenir le même PUE entre un centre informatique Tiers 1 et Tiers 4.

Le PUE obtenu par Sun est le meilleur PUE à ce jour - 1,28, soit 72% d'efficacité énergétique - pour un datacenter Tiers 1. A titre de repère, le consortium The Green Grid fixe un objectif de PUE de 2 pour les Tiers 1 à l'horizon 2009. C'est à dire que seulement 50% de l'électricité achetée finit dans un équipement informatique.

Les gros consommateurs : serveurs et systèmes de refroidissement

Pour atteindre ce PUE record, Sun a divisé par deux le nombre de serveurs. Les machines anciennes ont été remplacées par des serveurs modernes (Sun Fire T1000 et T2000) équipés de puces Ultrasparc T2 qui ne consomment que 95 Wh, soit l'équivalent d'un PC de bureau standard.

L'économie d'énergie (61%) se traduit par une économie annuelle de plus d'un million de dollars. La facture annuelle d'électricité a été divisée par près de 3 passant de 1,89 millions de dollars à « seulement » 739.000 dollars. Aux Etats-Unis, la crise énergétique est telle que les fournisseurs d'électricité (utilities) récompensent leurs clients lorsqu'ils consomment moins ! Silicon Valley Power a ainsi offert un rabais de 1 millions de dollars à Sun sur sa facture électrique.

Outre des serveurs moins gourmands en énergie, les équipes de Sun ont beaucoup travaillé sur l'efficacité du refroidissement des serveurs. Ils ont confiné les racks (APC) pour extraire la chaleur directement aux points chauds tout en limitant l'apport d'air froid aux serveurs. Contrairement aux vieilles installations, la salle informatique n'est donc plus refroidie. Et la disposition des systèmes de refroidissement (Libert) a été optimisée par une modélisation thermo-dynamique.

Augmenter la charge des machines

Travailler sur le matériel ne suffit pas. Paradoxalement, alors que la plupart des serveurs sont allumés (et consomment donc de l'énergie), la charge moyenne n'est que de 10 à 15% du temps processeur. En d'autres termes, les serveurs passent 90% de leur temps à consommer de l'énergie pour rien !

Dans ce contexte, la virtualisation permet d'optimiser le taux d'occupation des machines. « Virtualiser consiste à ramener le taux d'utilisation des serveurs de 15% en moyenne à 60% et ainsi réduire le nombre de serveurs physiques en activité » résume Patrice Marchini. « En conjuguant virtualisation et rafraîchissement technologique, on peut réduire la consommation d'un datacenter existant de 20% » ajoute-t-il. Raison pour laquelle Sun vient de lancer son nouvel hyperviseur xVM Server, un composant clé de sa stratégie de virtualisation.

Pour doper le PUE d'un datacenter, les spécialistes ne se limitent pas à la virtualisation des serveurs. Ils tentent de virtualiser l'ensemble de l'infrastructure technique, notamment le stockage. Il est alors possible de pratiquer un « Thin Provisionning », c'est à dire d'appliquer le principe du « surbooking » aux disques durs. Grâce à la virtualisation du stockage et à la déduplication intelligente (ne stocker qu'une seule fois une même donnée), Hitachi Data Systems (HDS) estime pouvoir atteindre 1,6 PUE pour un datacenter Tiers 4.

Plus que les gains isolés, la virtualisation de l'ensemble de l'infrastructure technique permet de concentrer la charge sur des pools de machines et de disques durs virtuels que l'on déplace d'un serveur physique ou d'une unité de stockage à l'autre. Il est alors possible d'éteindre certaines machines en concentrant leur activité sur d'autres serveurs sous utilisés.

Frédéric Bordage

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