Libro publicado y sorteo

Me complace anunciar que ha sido publicado el primer libro sobre infraestructura de Data Centers en español y también los invito a participar del sorteo de 2 ejemplares.

Este libro está concebido para todos aquellos que desean abordar por primera vez la comprensión de los elementos que integran un Data Center o están ya familiarizados con el tema, pero desean profundizar y ampliar sus conocimientos previos. Por ese motivo, esta obra es una herramienta práctica tanto para los estudiantes universitarios como para los responsables del planeamiento, diseño, implementación y operación de un Data Center en las empresas.

Los consejos, estrategias y recomendaciones que se encuentran a lo largo del libro son el resultado de una extensa investigación Se inspiran en las nuevas técnicas, los estándares más novedosos y las últimas tendencias a fin de optimizar el funcionamiento actual del Data Center, y brindarle al negocio una mejora competitiva. En ese sentido, se desarrollan una serie de propuestas destinadas a la mejora de las prácticas actuales de la industria así como al diseño de planes de contingencia.

El libro cuenta con el prólogo del Lic. Carlos Tomassino.

Indice - Data Centers Hoy

El libro está editado por Alfaomega ya encuentra disponible para adquirir en formato electrónico (formato ePub). La edición en papel esta llegando a los diversos países.

• México: Ya se encuentra disponible en librerías. http://www.alfaomega.com.mx/default/data-centers-hoy-proteccion-y-administracion-de-datos-en-la-empresa-2528.html
• Argentina: Disponible en librerías a partir del 06/2014
• España: Próximamente disponible. Editado por Marcombo
• Resto de América: Disponible en librería.

SORTEO:

El día 24/06/2014 se sortearán 2 ejemplares en formato electrónico ePub. Para participar concurso deberás enviar tus datos personales (nombre, apellido, correo electrónico, país de residencia)  a datacentershoy@hotmail.com

Los ganadores serán anunciados el 25/6/2014 en este mismo post.

GANADORES
Felicitamos a los ganadores del sorteo: Yuri Perales de Perú y a Pablo Astrada de Argentina.

Muchas gracias a la gente de Argentina, España, Perú, México, Chile, Ecuador, Guatemala, Costa Rica, Colombia, República Dominicana y Venezuela por haber participado.

UPS Giratoria (Flywheel UPS): un Nuevo Paradigma

La UPS giratoria es un sistema que asegura la continuidad del suministro eléctrico basado en un concepto antiguo, que consiste en transformar la energía cinética en energía eléctrica. Este dispositivo conlleva a un cambio paradigma para la mayoría de los Data Centers para los cuales una UPS tiene que tener baterías sí o sí.

Si a usted le preguntaran en qué país se inventó el reloj digital de cuarzo, probablemente dirá que fue en Japón, pero la respuesta es incorrecta.
En el año 1968 Suiza controlaba el 90% del mercado mundial de relojes. Un día un técnico de una de las mayores empresas de relojería mostró a sus jefes un nuevo modelo que acababa de inventar. Se trataba de un reloj electrónico de cuarzo. Su superior observó el prototipo y le dijo: “Esto no es un reloj”, y no dio ninguna importancia al descubrimiento, ya que no poseía cuerda, mecanismos ni engranajes. Le permitieron quedarse con la patente e incluso ir con el invento a una feria de relojería. Pasaron los japoneses y compraron. Poco tiempo después pusieron a la venta el reloj de cuarzo. Para el año 1982, el 90% del mercado que controlaban los suizos, se redujo al 15%. Perdieron el liderazgo y cincuenta mil puestos de trabajo por culpa de la nueva tecnología, ¡inventada por un suizo!

La UPS giratoria (también llamada o UPS rotativa o Flywheel UPS) funciona haciendo mover una rueda metálica muy pesada (de 300 kg o más) por medio de la energía eléctrica provista por la red, haciéndola girar a gran rapidez (entre 33000 y 77000 RPM según el fabricante), y por medio de la levitación electromagnética al vacío no entra en contacto con otros elementos, evitando así el rozamiento que frenaría la rueda. La inercia generada le permite rotar a gran velocidad durante un tiempo prolongado ya que no hay fricción. Así ese movimiento de energía cinética acumulada, entregará corriente eléctrica cuando se interrumpa el suministro de red. Si el suministro eléctrico se detiene, la rueda de gran masa que está  girando a muchas revoluciones es capaz de proporcionar suficiente energía al Data Center durante unos segundos (entre 15 y 60 según la configuración).
La mayoría de la gente tiende a apegarse a la antigua tendencia de que una UPS debe tener la capacidad suministrar energía por al menos 15 minutos en caso de interrupción. Lo cierto es que este es un pre concepto heredado de los servidores Mainframe, cuyos procesos de apagado controlado demoraba ese tiempo, pero hoy en día apagar cualquier equipo actual demora mucho menos tiempo, y más aún si la instalación cuenta con generador.
Actualmente los generadores modernos son capaces de proveer energía estabilizada entre 2 a 10 segundos desde que se detecta la interrupción. ¿Qué sentido tiene tener una UPS con baterías que permite operar por 15 minutos cuando el generador entrega energía estabilizada solo en 5 segundos?

A continuación se detallan las principales ventajas y desventajas de las UPS giratorias en comparación las UPS tradicionales de batería.
Ventajas

• Vida útil mayor a 20 años
• Es más económica, teniendo en cuenta el costo a lo largo de la vida útil si se la compara con la UPS tradicional. Se estima un retorno de la inversión en aproximadamente tres años.
• No utiliza baterías, produciendo grandes ahorros de energía, contaminación, enfriamiento, reemplazo y mantenimiento (sólo utiliza una pequeña batería para el arranque).
• Ocupa menor superficie (por ejemplo, una UPS de 300 kVA ocupa solo 25% del espacio de una UPS de Conversión Doble, aunque puede llegar a pesar 2500 kg)
• Su eficiencia oscila entre el 95% y el 98% (las UPS de batería tiene en promedio una eficiencia del 92%)
• Su tiempo de carga es bajo: entre tres y ocho minutos, comparado con la UPS tradicional que puede llegar a tardar entre ocho y diez horas para completar la carga.
• La operatoria es silenciosa (entre 45 y 70 decibeles a un metro de distancia).
• Tiene una mayor amplitud térmica operacional (comparada con la UPS de batería)
• Genera poca temperatura. Por ejemplo: una UPS de 300 kVA de 1.5 x 0.8 m y una altura menor a 2 m genera entre 5 kW/h y 7 kW/h de calor.
• Las mediciones de la capacidad de la carga brindan datos más certeros comparados con la UPS de baterías.
• MTBF: >50000 horas (las baterías de las UPS tiene un MTBF: <2200 horas)

Desventajas

• Su inversión inicial es elevada.
• Tiene poco tiempo de energía de resguardo, lo que genera una mayor dependencia del generador

Link recomendado: Comparación UPS giratoria vs. UPS batería

"Si hoy fuese el último día de mi vida, ¿querría hacer lo que voy a hacer hoy? Y si la respuesta era No durante demasiados días seguidos, sabía que necesitaba cambiar algo."

Steve Jobs

Métricas en el Data Center

En este artículo comparto un resumen de las métricas más importantes para medir la eficiencia dentro del Data Center para luego poder tomar acciones correctivas ya que como dijo el célebre autor especialista en managment Peter Drucker, “Lo que no se puede medir, no se puede gestionar”.

PUE: Es uno de los parámetros más comunes para evaluar el desempeño eléctrico de un Data Center, (Power Usage Effectiveness): métrica que mide el valor de la eficiencia eléctrica en relación al consumo eléctrico total. Fue establecido por la organización The Green Grid, en particular por uno de sus directores, Christian Belady, y su fin es establecer un parámetro para identificar qué tan eficiente es el consumo actual de los equipos.

\[PUE=\frac{Consumo Eléctrico Total}{Consumo Eléctrico IT}\]

Ejemplo:

\[\frac{200 kW (Consumo Eléctrico Total)}{100 kW (Consumo Eléctrico IT)} = 2.0 PUE\]

Mientras menor sea el valor PUE, mejor será el aprovechamiento eléctrico, lo que se traduce en menores costos y menores emisiones de CO₂, permitiendo reducir la llamada “huella de carbono”.El valor perfecto sería un PUE = 1.0. Este número resulta prácticamente imposible de alcanzar, ya que quiere decir que toda la energía consumida por los equipos es igual a la ingresada en el Data Center para que funcione completamente, y donde la refrigeración, UPS, etcétera, no tuvieron consumo eléctrico. Adicionalmente esta métrica puede subdividirse en 4, para obtener diferentes valores que permitan hacer un análisis más detallado, como se enumeran a continuación:
PUE₀: se calcula igual que el PUE, pero se toma el pico del consumo eléctrico sobre el consumo eléctrico de los equipos de IT a la salida de la UPS (ambos en el último año).
PUE₁: se calcula igual que el PUE, pero se toma el consumo eléctrico total acumulado sobre el consumo eléctrico de los equipos de IT acumulados a la salida de la UPS, ambos valores medidos en el último año.
PUE₂: similar al anterior, pero la carga de los equipos de IT se toma a la salida de la PDU (Power Distribution Unit).
PUE₃: similar al anterior, pero la carga de los equipos de IT se mide en la entrada a ellos.

DCiE: Parámetro utilizado en la evaluación de la eficiencia,  derivado del anterior, que mide el porcentaje de eficiencia llamado DCiE (Data Centre infrastructure Efficiency), la cuantificación de DCiE fue creada para entender más fácilmente la eficiencia del Data Center. Por ejemplo, un valor DCiE de 28% equivale a un PUE de 2,8. Por ejemplo, si tenemos una factura por consumo eléctrico de 1.000 dólares, sabremos que 280 dólares fueron los realmente consumidos por los equipos de IT.

\[DCiE=\frac{Consumo Eléctrico IT}{Consumo Eléctrico Total} * 100 =\frac {1}{PUE} * 100\]

WUE: se utiliza para evaluar la eficiencia del consumo de agua en los equipos de refrigeración en relación a la cantidad de kW/h, conocida como por sus siglas WUE (Water Usage Effectiveness), y se define como el uso anual del agua dividido por la cantidad de energía utilizada por el equipamiento TI. Las unidades de WUE son litros por kW consumidos por hora (calculados anualmente)

\[WUE=\frac{Consumo Anual De Agua (Litros)}{Consumo Eléctrico IT (kW/h)}\]

Para más información, pueden consultar el link completo del artículo completo en PDF aquí.

CCF: es una métrica creada por la empresa Upsite, que se utiliza para gestionar la eficiencia de refrigeración en el Data Center, por las siglas de Cooling Capacity Factor. Se calcula mediante el cociente entre la capacidad total de refrigeración sobre la carga de consumo de los dispositivos de IT (a la salida de la UPS) aumentada en un 10% (ese 10% adicional está atribuido otros factores que interfieren en el cálculo, como ser: iluminación, personas, estructura, etc)

\[CCF=\frac{Capacidad Total Refrigeración}{Consumo Eléctrico IT (Salida UPS) *1,1} =\frac {215 kW}{150 kW * 1,1} = 1,3\]

El valor de CCF recomendado es 1,2 or 120%. Lo que significa que la capacidad de refrigeración está funcionando al 120% de la carga TI. Un CCF que oscila entre 1,0 y 1,1 significa que la capacidad de refrigeración redundante es prácticamente nula. Si los valores van de 1,2 a 1,5 es posible que se puedan realizar modificaciones en los sistemas de enfriamiento que permitan ahorrar dinero. Si el valor es superior a 1,5 estamos sin dudas frente a un ambiente donde se pueden hacer muchas mejoras para reducir los costos en enfriamiento. Generalmente la mayoría de los Data Centers entran en esta última categoría.
Articulo original en PDF disponible aquí, Link a la calculadora de CCF online aquí

ERE: es otra métrica importante creada por The Green Grid utilizada para calcular la eficiencia de la reutilización de la energía (Energy Reuse Effectiveness), como por ejemplo podría ser la reutilización del calor generado por los equipos para aclimatar las instalaciones edilicias. Es una fórmula similar al PUE, pero al consumo eléctrico del Data Center (en el numerador) se le resta el ahorro de energía eléctrica generado por la reutilización.

\[ERE=\frac{(Consumo Eléctrico Equipos Data Center) - (Energía Reutilizada)}{Consumo Eléctrico IT }\]

Link articulo original en PDF aquí.
Para un nivel de detalle mayor y orientado con un enfoque puramente ecologista, existe otra métrica relacionada a esta llamada CUE (Carbon Usage Effectiveness), en donde se analiza la cantidad total de emisiones de CO₂  causada por los equipos del Data Center sobre el consumo eléctrico de los equipos de IT.      

UUR: la métrica UUR (Utilización Unitaria de Rack) consiste en evaluar el porcentaje de utilización de cada Rack medido en "U" o unidades de Rack. Esta información es útil para comprender la utilización total y poder asociar esa utilización con el consumo o la generación de calor que provoca cada Rack analizando si el flujo de refrigeración es el correcto, ya que lo no es lo mismo un Rack de comunicaciones que solo tiene patchears que otro donde hay cinco cajones de servidores blade.
Por cada uno de los Racks del Data Center se debe hacer este simple cálculo:

\[UUR=\frac{"U"Disponibles-"U" Utilizadas}{"U" Disponibles} * 100 \]

Aquí les dejo una planilla de cálculos con la fórmula, donde solo tienen que completar la cantidad de U utilizadas y el consumo eléctrico por cada Rack. Archivo aquí.
Para aquellas personas que desean tener un detalle más completo de la utilización del espacio, existen otras métricas más complejas que permiten analizar la disponibilidad física dentro del Data Center, como ser: DCSE (Data Center Space Efficiency Metric) es un conjunto de métricas complejas desarrolladas por David Cappuccio (Gartner) que tienen por finalidad establecer la utilización real de los espacios dentro del Data Center.

Conclusión final: todas las métrica previamente enumeradas carecen de poco valor práctico de aplicación si al momento de hacer los cálculos no se tiene preestablecido cuales son los objetivos buscados, ya sea desde una visión ecológica orientada a la sustentabilidad o la intención de reducir costo. La métrica no es un objetivo en si mismo, sino que debe ser una herramienta para la toma de decisiones, basado en la información obtenida históricamente en el transcurso del tiempo.

Madurez del Data Center - DCMM

A menudo hablamos de optimización y mejores prácticas para logra un Data Center ecológico y sustentable manteniendo una relación eficiente entre disponibilidad y costos. Otra perspectiva de ver los mismos objetivos es a través del análisis de los distintos componentes que lo integran, analizando la “madurez” del Data Center en base a un modelo referencial desarrollado por la organización “The Green Grid” llamado DCMM (Data Center Maturity Model) publicado en 2011, el cual permite clasificar el nivel de “madurez” de los componentes del Data Center. Este modelo es similar al popular estándar ingenieril para el desarrollo de software: CMM  o también llamado CMMI que establece 5 niveles de perfeccionamiento en la forma que se construye software.

Del mismo modo el DCMM evalúa y clasifica de 0 a 5 los niveles de cada uno de los componentes, donde 0 es el nivel mínimo o también llamado “nivel de caos” y siendo 5 el más eficiente o también llamado “nivel visionario”.

DCMM analiza el Data Center y sus elementos en base a dos puntos principales, como ser la infraestructura física y la tecnología allí alojada en función de la eficiencia y la inversión de recursos.

Infraestructura del Data Center:

• Alimentación eléctrica: Principalmente toma como base el porcentaje de eficiencia eléctrica, operación, monitoreo, materiales utilizados entre otras variables y determina valores de 0 a 5.
• Refrigeración: Analiza el PUE de los equipos de refrigeración, los materiales, operatoria, control ambiental y emisiones, entre otros parámetros y en base a eso determina niveles de 0 a 5.
• Otros: Evalúa de 0 a 5 la capacidad real con respecto a la que se está utilizando, la construcción, los materiales comprados, la iluminación, etc.
• Gestión: Similar a los puntos anteriores, considerando la eficiencia de consumo eléctrico, de agua, reutilización del calor generado, como se colecta la información (centralizada o descentralizada), etc.

Tecnología de los equipos:

•  Procesamiento: Evalúa la utilización de procesamiento total del Data Center, adopción de estándares, forma de operación, gestión eléctrica integrada, cantidad de servidores, y en función de cuáles son las aplicaciones que se ejecutan basado en las mejores prácticas y lo clasifica de 0 a 5.
• Almacenamiento: Se analiza la cantidad de datos almacenados en función de la capacidad disponible, la forma de gestión y operación, la arquitectura, la tecnología y la asignación de espacio, en donde la mejor calificación posible es también 5.
• Red: Para clasificarlos se tiene en cuenta la utilización de la red, el tráfico de paquetes, la forma de operación, la tecnología utilizada, la topología, la performance y el aprovisionamiento del ancho de banda.
• Otros: Se analiza la capacidad total de los elementos tecnológicos, la utilización de los mismos, certificaciones de los componentes, documentación relacionada a los equipos (por ejemplo un catálogo), estrategias de reciclado, políticas, etc.

El en gráfico se puede ver como interactuan los distintos componentes para poder alcanzar los distintos niveles en función de la eficiencia y los recursos en base a los distintos niveles alcanzados para cada elemento interviniente en el Data Center.

Para aquellos que deseen profundizar sobre este tema los invito a ver la página oficial de DCMM (en inglés)

Para descargar el gráfico completo detallado en formato pdf hacer click aquí. (en inglés)

"El orden y la simplificación son los primeros pasos hacia el dominio de un tema, el enemigo real es lo desconocido"  -- Thomas Mann  (1875-1955) Escritor alemán. Premio Nobel de Literatura en 1929

Camino al Data Center Ecológico

Cuando se habla de eficiencia y ecología dentro del Data Center, lo primero que se nos viene a la mente es la métrica PUE (Power Usage Effectiveness) que mide el valor de la eficiencia eléctrica de los equipos de IT en relación al consumo eléctrico total, creada por la organización The Green Grid 

                  Consumo eléctrico total               100 kW

PUE =    -------------------------------------------   =   --------------  =  1,7

                  Consumo equipos de IT                58 kW

Si bien el organismo no establece un valor mínimo, mientras menor sea el valor PUE, mejor será el aprovechamiento eléctrico, lo que se traduce en menores costos y emisiones de CO₂, permitiendo reducir la llamada huella de carbono.

Por los general el valor de PUE de los Data Centers del mercado oscila entre 1,2 y 4, aunque el valor perfecto sería un PUE = 1.0 que resulta prácticamente imposible de alcanzar, ya que quiere decir que toda la energía consumida por los equipos es igual a la ingresada en el Data Center para que funcione completamente, y donde la refrigeración, UPS, entre otros, no tuvieron consumo eléctrico alguno. Esto es realmente difícil de que suceda. Un PUE = 2 representa que los sistemas que forma la infraestructura consumen los mismo que todos los equipos de IT.

Pero la pregunta es ¿ Si el PUE de un Data Center es practicamente =1, estamos frente a una instalación ecológicamente sustentable ?

La respuesta es claramente NO. Si bien es cierto que el PUE bajo es uno de los mayores determinantes para asegurar emisiones reducidas, aquí en entran en juego otras variables a analizar, como por ejemplo los materiales usados en el Data Center, la frecuencia renovación de equipos que generan basura electrónica y contaminan si no se toman acciones para su reciclaje: 

Para explicar este punto veamos un ejemplo: El PUE actual de nuestro Data Center es 1,5, sin embargo para disminuir el consumo eléctrico se decide aumentar la temperatura de operación del Data Center, pasando de 21 ºC a un máximo de 32 ºC, sin dudas el consumo eléctrico será menor, ya que los equipos de refrigeración funcionarán menos, haciendo que el PUE disminuya hasta por ejemplo 1,2. Pero esta decisión tiene un efecto colateral con el paso del tiempo: la degradación de componentes, que hará tener que reemplazar piezas más frecuentemente, según la Ley de Arrhenius  o también conocida como la Regla de los 10 grados. Esta regla dice que la vida de un componente o material se reduce a la mitad por cada 10 ºC de aumento en la temperatura; aplicado inversamente: por 10 ºC de disminución de temperatura, la vida útil de un semiconductor se duplicará, También causará que la vida útil de las baterías que conforman la UPS sea menor a la establecida por el fabricante, aumentando costos y generando mas desperdicios. Por eso un PUE bajo no asegura que estemos frente a un Data Center sustentable con el medio ambiente a largo plazo.

Aquí se enumeran algunas recomendaciones para lograr un Data Center realmente ecológico:

• Analizar la eficiencia eléctrica interna de todos los componentes que se compran.
• Aprovechar al máximo los recursos, la Virtualización es de gran ayuda para lograr este objetivo.
• Utilizar distribución de Corriente Continua en todos los casos que sea posible, más detalles aquí.
• Reemplazar los tubos fluorescentes por LEDs, consumen menos, generan menos calor y proveen buena iluminación (asegurar que proveen iluminación suficiente para las cámaras de seguridad).
• Colocar los equipos que generan más calor próximos a los enfriadores.

Paper recomendado de APC: Estimating a Data Center’s Electrical Carbon Footprint