Datacenters zijn de basis voor de moderne gouden eeuw

Afgelopen week mocht ik een presentatie geven bij een congres van de bouwers van datacenters: IT Room Infra. Heel bijzondere gebouwen die de ruimte scheppen voor alle ICT-systemen die onze maatschappij nodig heeft. Geconditioneerde ruimtes wat betreft temperatuur en luchtkwaliteit en in staat alle benodigde elektrische energie te leveren en restwarmte af te voeren. Dit naast adequate brand- en inbraakbeveiliging en gecontroleerde toegangscontrole.

Datacenters zijn – zoals de naam al zegt – de plaats waar kostbare data wordt opgeslagen en bewerkt. En voor deze bewerking zijn veel computer en netwerk services nodig die in toenemende mate virtueel en geautomatiseerd zijn. Een datacenter is steeds vaker een ruimte waar weinig personeel aanwezig hoeft te zijn. Het zogenaamde ‘lights out’-principe, er brandt alleen nog maar licht als iemand onderhoud of reparaties moet uitvoeren.

De afgelopen jaren is er, zeker op energiegebied, heel veel gebeurd in de wereld van datacenters. Begin deze eeuw was energiegebruik nog niet echt een ontwerpparameter van zowel ICT-systemen als van datacenters. De uitdaging was om zo effectief mogelijk alle ontwikkelde warmte van die systemen, zo snel mogelijk uit het gebouw te kunnen blazen. Soms was net zoveel energie nodig om de warmte weg te voeren als de totale energie die alle systemen bij elkaar gebruikten.

In de wereld van datacenters heet dit de Power Usage Effectiveness, ook wel de PUE factor genoemd.  Het getal ontstaat als je alle energie die het datacenter gebruikt deelt door de hoeveelheid energie die alleen de IT-systemen gebruiken. Het meest ideaal is natuurlijk een factor die 1.0 zou zijn: er is geen extra energie nodig om de warmte af te voeren. Dit kan bijvoorbeeld als natuurlijke koeling mogelijk is.

Megawatts
Maar het is begrijpelijk dat, zodra we over honderden kilowatts of zelfs megawatts spreken, er nogal wat moet gebeuren om dat snel en efficiënt af te voeren. Ventilatoren en koelsystemen moeten dan op slimme wijze de ingevoerde lucht van de computers koel genoeg houden om betrouwbaar te kunnen blijven werken. Op dit moment zijn PUE-factoren van 1.3 normaal voor moderne datacenters. Echter met extra groene oplossingen kan die factor verder omlaag.

De organisatie The Green Grid spant zich in om nog lagere PUE-factoren te kunnen realiseren. Ook grote bedrijven als Google en Apple zijn druk bezig hun eigen datacenters zo effectief mogelijk te bouwen. Immers, elke bespaarde kilowatt is er één. Google meldt dat de gemiddelde PUE-factor van hun datacenters wereldwijd is afgenomen tot 1.12. Google’s beste datacenter heeft zelfs al een PUE van minder dan 1.06. Een hele knappe prestatie!

Circulaire economie
Hoe is het mogelijk de PUE-factor te verlagen? Het vertrekpunt is natuurlijk dat de IT-apparatuur zelf al zo zuinig mogelijk is. Hoe minder energie, hoe minder restwarmte moet worden afgevoerd. Gelukkig is het afgelopen decennium energieverbruik een belangrijke ontwerpparameter geworden in de hele ICT-industrie en is het energieverbruik van componenten al significant lager.

Maar energiezuinige apparatuur verandert de PUE-waarde niet, die richt zich slechts op de efficiency van de warmte-afvoer. En de groei in data en computergebruik is groter dan de verbetering in energie-efficiency, dus blijft het toenemende energieverbruik van datacenters nog steeds een zorg. Er zijn vele projecten om én warmte efficiënter af te voeren én restwarmte slim op te slaan en/of voor andere doeleinden in te zetten. Immers, afval dat wordt hergebruikt, is geen afval meer. De basis voor de circulaire economie.

Vorige week was de conferentie en bijbehorende beurs van IT Room Infra, waar uiteenlopende aanbieders de nieuwste mogelijkheden lieten zien op het gebied van datacenter-inrichting. Van efficiënte koelsystemen tot warmte en koude opslag in de grond. Maar ook slimme branddetectiesystemen, moderne noodstroomaggregaten, koelinstallaties, bekabelingstechniek, security- en powermanagement.

Kortom, de harde infrastructuur die ons land nodig heeft om als eSociety te kunnen functioneren. Energiecentrales en datacenters zijn als ‘machinekamers’ het hart van onze informatiemaatschappij. En die moeten we zelf kunnen blijven bouwen en onderhouden om niet van andere landen afhankelijk te worden.

Gezamenlijke projecten
Wereldwijd gebruiken datacenters 2% van alle elektrische energie, maar in stedelijke omgevingen kan dat oplopen tot 10% en bijvoorbeeld rond Schiphol gaat al bijna een kwart van de elektriciteit naar datacenters. Alle reden om met voortvarendheid de energie efficiency te blijven verbeteren en de innovatie in deze industrie te stimuleren.

Gelukkig heeft Europa de afgelopen jaren veel ‘energie’ gestoken in gezamenlijke projecten om op dit gebied te blijven innoveren. Zoals het GreenDataNet-consortium dat datacenters via smart grids wil koppelen aan lokale energie-opwekking op basis van zonne- en windenergie, systemen voor energieopslag en traditionele energienetwerken. Of het project GEYSER, dat zich richt op groen ingerichte datacenters die zijn geïntegreerd in een Smart City-netwerk. Projecten waaraan gelukkig ook diverse Nederlandse bedrijven deelnemen.

Onze eSociety-economie, de handel, maatschappij en zelfs defensie is gebaseerd op het efficiënt en veilig kúnnen werken met informatie. Het eerste wapensysteem zoals Defensie al zegt. Daarvoor zijn robuuste infrastructuren nodig, waarbij we een trend zien dat elektriciteits- en informatie-netwerken integreren in zogenaamde smart grids. Slimme netwerken in onze leefomgeving, waar we als consument zowel gebruiker én producent van energie en informatie zijn geworden. Waar ons huis slimmer wordt en is ingebed in slimme wijken en steden. Ook op dat gebied een interessant Europees project (IREEN), waaraan ook GreenIT Amsterdam aan deelneemt.

Gouden Eeuw
Er gebeuren mooie dingen op dit vaak onzichtbare gebied van infrastructuren. Een goede infrastructuur is de basis van handel en welvaart. Net zoals de Gouden Eeuw alleen maar mogelijk werd, omdat we een concurrerende infrastructuur hadden met robuuste schepen, havens, op- en overslag, veilige verbindingen, navigatietechnieken en verdedigingswapens tegen piraten.

Weinig nieuws onder de zon eigenlijk. Maar we moeten die deskundigheid wel blijven koesteren om onze toekomst veilig te stellen. Iets meer curricula gericht op deze ‘harde techniek’ op onze scholen zou een mooi begin zijn.

Door: Hans Timmerman, cto EMC Nederland