Informatique durableFiltrage du greenwashing

Dave Ohara

Sommaire

L'utilité des chiffres
Mesure de la consommation d'énergie
Facteur de puissance
Mesure en production
Microsoft Enterprise Engineering Center
Conclusion

Il existe un nombre impressionnant de produits et de solutions commercialisés comme étant écologiques, sources d'économie d'énergie, plus efficaces, etc. Ce tapage publicitaire crée la confusion, et il est difficile de savoir exactement quels sont les produits réellement écologiques disponibles sur le marché. Même après avoir évalué les spécifications de divers produits, il est difficile, voire impossible, pour un professionnel de l'informatique

de déterminer quel équipement devrait être utilisé lorsque l'impact sur l'environnement est une préoccupation majeure. Lors des démonstrations qui vous sont proposées, de grosses économies d'énergie sont toujours mises en évidence, ce qui vous pousse à conclure que le retour sur investissement (ROI) justifie plus facilement la mise à niveau. Après tout, les économies d'énergie devraient réduire le coût total de possession.

La tendance des entreprises de tout genre à déclarer leurs produits « écologiques » et à exploiter l'intérêt actuel suscité par les solutions dites vertes a conduit au concept de « greenwashing », qui fait référence à la promesse d'avantages écologiques exagérés. Quelle est donc la vérité sur les économies d'énergie ? Les économies ne sont pas aussi claires que, par exemple, si vous installez des ampoules à économie d'énergie chez vous.

À mesure que l'intérêt suscité par les efforts de l'informatique durable augmente et que le marché des produits informatiques écologiques se développe, beaucoup de personnes et d'organisations brûlent toutes les étapes pour déployer des ordinateurs de bureau, des ordinateurs portables et des serveurs à hautes performances énergétiques et utilisent la virtualisation pour réduire la consommation d'énergie. Pourtant, peu d'organisations organisent des audits d'énergie pour déterminer les véritables avantages des produits qu'elles ont achetés.

L'idéal serait de mesurer activement ces avantages dans votre environnement de production, mais un tel scénario peut également coûter cher. Si vous n'êtes pas prêt à effectuer des dans l'environnement de production, vous pouvez toujours commencer par organiser votre audit d'énergie au début du processus, dans vos laboratoires de performances et d'évaluation. (La plupart des entreprises possèdent un laboratoire ou un groupe chargé de tester et d'évaluer l'équipement avant de l'acheter). Durant l'audit, vous pouvez ajouter les performances énergétiques parmi vos critères de test et tenir compte des résultats lorsque vous prenez vos décisions d'achat, au lieu de faire confiance aux statistiques fournies par les fabricants. Ainsi, tout en testant, vous créez votre propre base de données sur la consommation d'énergie des appareils. Vous pouvez alors ignorer le greenwashing et déterminer vous-même ce qui fonctionne.

Bien sûr, je dois préciser que si vous voulez des chiffres extrêmement précis sur l'exploitation à votre charge réelle, vous devrez organiser un suivi dans votre environnement de production. Plus tôt vous commencerez à surveiller votre environnement de production, mieux votre entreprise et son chiffre d'affaires se porteront. Ce processus sera essentiel à votre succès à long terme.

L'utilité des chiffres

Dans une situation idéale, des tests indépendants évalueraient les performances par watt des périphériques matériels sous des charges utilisateur réalistes. Toutefois, le secteur informatique n'en est qu'à ses premiers pas dans le domaine du développement et du déploiement de tels tests. Ceux qui sont actuellement disponibles, tels que les tests d'évaluation de performances SPEC, n'en sont qu'à leurs balbutiements. Nous ne savons pas exactement si ces tests d'énergie seront efficaces une fois qu'ils seront prêts, mais, comme avec n'importe quel test, les fabricants apprendront à modifier leurs équipements pour obtenir des résultats de test optimaux.

Les professionnels de l'informatique expérimentés ont appris à remettre en question les tests de laboratoires. Et tout comme les fabricants automobiles envoient leurs meilleures voitures pour les essais routiers, les fournisseurs informatiques veilleront à envoyer leurs meilleurs équipements pour les tests de consommation énergétique.

Imaginez des tests de virtualisation utilisés pour comparer un groupe de serveurs sur-configurés qui n'ont fait l'objet d'aucune consolidation pour démontrer les avantages de la virtualisation. Les fournisseurs omettent de mentionner des problèmes tels que les phénomènes de rebond potentiels des projets d'économies d'énergie comme la virtualisation. Il s'agit essentiellement de situations où l'efficacité énergétique réduit les coûts, ce qui entraîne une augmentation de la demande et donc une augmentation de l'utilisation et de la consommation d'énergie. Lorsque vous voyez une solution telle que la virtualisation commercialisée comme la réponse aux problèmes d'économie d'énergie, vous devriez vous méfier. Vous devriez attendre de voir comment tous les éléments coopèrent et la nature des effets secondaires avec le temps.

Mais alors, comment découvrir la bonne voie pour votre organisation ? Les consultants qui sont prêts à effectuer des évaluations contre rétribution ne manquent pas. Toutefois, cette approche présente des inconvénients majeurs. Voulez-vous vraiment transmettre l'expertise de l'efficacité à quelqu'un qui ne fait pas partie de votre organisation ? Souhaitez-vous vraiment dépendre d'un consultant dont l'objectif est de maintenir un contrat à long terme avec vous et de créer une dépendance à ses services ?

Vous pourriez faire de ces évaluations un énorme projet et faire participer des dizaines de personnes afin de déterminer votre stratégie de durabilité environnementale. Évitez la tentation de choisir un point au hasard dans votre environnement et de commencer à mesurer. Bien qu'elle parte d'une bonne intention, cette approche n'a aucun sens car il s'agit d'une action aléatoire. Vous devez établir la vérité sur votre consommation d'énergie et sur la façon dont vous pouvez faire des économies.

Mesure de la consommation d'énergie

Vous devez trouver une nouvelle façon d'envisager ce qui fonctionne. Les professionnels de l'informatique savent qu'un périphérique ne fonctionne pas, par exemple, lorsqu'un service tombe en panne. Mais qu'en est-il d'un équipement qui ne fonctionne pas correctement sur le plan de la consommation d'énergie ? Ce type de défaillance passe généralement inaperçu car la plupart des organisations ne disposent pas de données concernant leur efficacité énergétique de référence.

Comment obtenir ces chiffres ? Certaines personnes suggèrent la nécessité de nommer un tsar de l'énergie. Cette approche nécessite toutefois une personne possédant des connaissances techniques avancées en matière de consommation d'énergie, qui soit capable de comprendre et de naviguer dans l'organisation de l'entreprise. Une méthode plus simple consiste à ajouter des outils de mesure de l'énergie aux fonctions existantes dans les laboratoires de performances.

Il existe toute une gamme d'appareils servant à mesurer l'énergie. Malheureusement, il n'existe pas encore d'appareil parfait pour un laboratoire de performances informatique. Au bas de la gamme, vous pouvez essayer un Watts Up Pro. Il s'agit d'un périphérique USB qui mesure l'énergie en ligne pour 120V. Vous pouvez également utiliser Smart-Watt, un périphérique de consommation réseau avec une plage de tension de 100 à 240V et d'intensité de 15 à 30 ampères. Les périphériques Smart-Watt sont également disponibles avec des capteurs de température et d'humidité pour mesurer les facteurs environnementaux. Il y a également les appareils d'analyse électrique industriels, tels que le testeur Extech 380801 et les pinces ampèremétriques Fluke 345. Vous ne devriez avoir aucun problème à trouver de tels appareils pour répondre aux besoins de vos tests de laboratoire.

Facteur de puissance

Si vous êtes novice dans le domaine de la mesure électrique, il est important que vous compreniez le concept de facteur de puissance. Le facteur de puissance d'un système électrique à courant alternatif est défini comme le rapport puissance réelle/puissance apparente, et s'exprime en chiffres allant de 0 et 1. La puissance réelle (watts) est la capacité du circuit à exécuter le travail. La puissance apparente (VA) est le produit du courant et de la tension sur le circuit.

Vous vous demandez probablement en quoi ceci est important. Jetez un coup d’œil à la figure 1. La photo montre un appareil de contrôle de la consommation d'énergie de Smart Works utilisé pour comparer l'efficacité énergétique d'un portable, d'une ampoule et d'un condensateur. Une ampoule a une charge de 50 watts et 50 VA, pour un facteur de puissance de 1. Un condensateur avec une charge capacitive pure crée une charge de 2 watts et 193 VA, pour un facteur de puissance de 0,01. Le portable utilise 22 watts de puissance mais affiche 48 VA, pour un facteur de puissance de 0,47. Le faible facteur de puissance du portable est dû à une mauvaise conception de l'alimentation, qui a probablement fait les frais d'une politique de réduction des coûts industriels.

Figure 1 Consommation d'énergie d'un portable, d'une ampoule et d'un condensateur (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Vu l'intérêt actuel pour l'efficacité énergétique, les fournisseurs cherchent désormais à améliorer les performances de l'alimentation dans des conditions attendues. Si vous comparez le facteur de puissance d'un équipement existant à celui d'un nouvel équipement, vous remarquerez probablement qu'il est possible de récupérer une certaine capacité énergétique simplement en choisissant des solutions dotées de sources d'alimentation plus efficaces et de facteurs de puissance plus élevés.

Mesure en production

L'objectif de la mesure des résultats dans le laboratoire de performances est de prédire les performances dans l'environnement de production. Le problème de la mesure de la consommation énergétique en production réside dans le coût requis pour mesurer tous les périphériques. Toutefois, l'une des stratégies de réduction du coût lié à la mesure de la consommation énergétique en production consiste à mesurer au niveau de l'unité de distribution d'alimentation (PDU) et d'établir la moyenne des chiffres de plusieurs d'équipements. La figure 2 montre un exemple de relevé de consommation énergétique pris depuis une PDU avec plusieurs éléments d'un même équipement sur une unité. Étant donné que la consommation moyenne par serveur peut être calculée, ces évaluations vous fournissent des chiffres liés à la consommation d'énergie de production.

Figure 2 Mesure à l'unité de distribution d'alimentation (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

À chaque mesure d'un élément d'équipement, les informations sur la consommation électrique doivent être intégrées à votre base de données de gestion de la configuration. Si cette opération est trop difficile, vous pouvez créer votre propre base de données ou au moins une feuille de calcul Excel® qui répertorie les périphériques et leur consommation électrique. À mesure que vous accumulez des périphériques, vous pouvez noter les chiffres que d'autres utiliseront pour établir une évaluation globale de la capacité énergétique. N'oubliez pas qu'un nouveau serveur à faible consommation d'énergie utilisera plus de la moitié de sa charge lorsqu'il est inactif par rapport à sa période d'utilisation maximale. En outre, si vous avez de vieux serveurs exécutant des solutions obsolètes, ils utiliseront de grandes quantités d'énergie même lorsqu'ils sont inactifs. Ils constituent l'une des cibles les plus faciles pour la récupération de capacité énergétique.

Si vous voulez poursuivre vos efforts d'amélioration, la prochaine étape consistera à calculer l'énergie par rack utilisée dans votre centre de données. Vous devez aussi bien connaître vos capacités énergétique et de refroidissement lorsque que vous modifiez l'environnement. Au fil du temps, vous commencerez à considérer vos équipements en termes de besoins énergétiques et non uniquement en termes de l'espace qu'ils nécessitent. L'espace est un concept simple : il est statique et visuel. Les professionnels de l'informatique sont toujours prêts à discuter des serveurs 1U, 2U et 4U, mais si vous commencez à parler de serveurs de 200 watts par rapport aux serveurs de 450 watts, vous constaterez que ces mêmes informaticiens se sentent moins à l'aise dans la conversation. Il s'agit là d'un nouveau langage pour l'équipement informatique, une chose évidente dans les centres de données d'aujourd'hui. Beaucoup d'entre eux ont suffisamment d'espace pour des équipements supplémentaires bien qu'ils aient atteint leurs capacités énergétiques maximales.

Microsoft Enterprise Engineering Center

Le Microsoft Enterprise Engineering Center (EEC) a récemment ajouté des fonctionnalités de mesure de la consommation électrique à son installation. Situé sur le campus de l'entreprise Microsoft à Redmond, Washington, l'EEC (microsoft.com/windowsserver/evaluation/eec/default.mspx) est un terrain d'essai ultra moderne pour les environnements informatiques les plus complexes.

Doté de plus de 40 millions de dollars d'équipements matériels et de réseau (voir la figure 3), l'EEC peut traiter les recréations les plus complexes des vrais environnements de production d'entreprise. Le groupe s'est associé avec d'importants fournisseurs de solutions de mise en réseau, de stockage et de client/serveur pour offrir une variété de technologies d'avant-garde et de plates-formes héritées. L'objectif est de garantir que chaque test renvoie une image précise de l'environnement actuel du client. Le dernier service développé à l'EEC consiste à établir un rapport sur la consommation énergétique des solutions afin de fournir un test d'évaluation des performances par watt.

Figure 3 L'une des nombreuses rangées du laboratoire de l'EEC (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Au cours des dernières années, l'EEC a vu de nombreux opérateurs de centres de données se retrouver à court d'énergie et de refroidissement pour leurs équipements. Les équipements de pointe s'accompagnent souvent d'une densité d'énergie élevée qui exerce plus de contraintes sur les installations. Le personnel de l'EEC n'a pas tardé à connaître les coûts et le temps nécessaires pour mettre à niveau l'infrastructure d'alimentation et de refroidissement. Pour fonctionner d'une manière plus efficace et être plus rentable, l'EEC a donc ajouté la possibilité de mesurer la consommation électrique par périphérique.

Certains des outils et des équipements utilisés par l'EEC n'étaient pas encore commercialisés au moment de la rédaction de cet article. Étant donné qu'il s'agit d'une nouvelle solution, l'EEC continuera de développer de meilleures techniques en collaborant avec les clients, les fournisseurs et les équipes de développement de Microsoft. L'EEC partage les méthodes qu'il a développées directement avec les clients afin d'obtenir leurs premières impressions, ce qui permet à ces derniers de créer leurs propres tests d'évaluation.

Et n'allez pas en déduire que les résultats seront évidents. L'EEC a partagé certains des résultats intéressants que le groupe a constatés lors de l'utilisation des fonctionnalités de contrôle de la consommation électrique dans ses laboratoires de performances :

1. 1. La mise hors tension d'un périphérique ne réduit pas nécessairement autant la consommation d'énergie qu'on pourrait s'y attendre (voir la figure 4). Dans un cas concernant un serveur matériel, l'EEC a découvert un périphérique qui consommait 100 watts lorsqu'il était hors tension mais toujours branché. Ceci a étonné de nombreuses personnes, et l'EEC a examiné l'installation plusieurs fois. Le centre a finalement utilisé un thermomètre infrarouge pour mesurer la température d'arrivée et de sortie et a constaté que le périphérique consommait effectivement 100 watts lorsqu'il était hors tension.
2. Les logiciels peuvent avoir un impact considérable sur la consommation électrique. Sur des commutateurs réseau identiques, avec des configurations matérielles et BIOS identiques, l'exécution de divers logiciels de mise en réseau a montré des différences de consommation électrique de 21 %. Les solutions haut de gamme ayant davantage de processus et fonctionnalités activés tels que les outils de sécurité et de surveillance utilisent souvent plus d'énergie que leurs homologues de bas de gamme.
3. Dans les scénarios de virtualisation, l'EEC a mesuré la consommation par rapport à l'utilisation d'E/S et l'utilisation du processeur pour déterminer les moments où un équipement donné optimisait ses performances par watt. L'EEC a trouvé qu'une concentration étroite sur l'utilisation du processeur pouvait mener à une situation où trop de machines virtuelles étaient chargées sur une machine physique, ce qui se traduit par une baisse des performances par watt globales.
4. Les périphériques à haute densité, comme on s'y attendait, sont plus exposés aux problèmes d'alimentation et refroidissement. Lorsque vous déployez des systèmes à haute densité, vous devez consulter le personnel responsable de l'alimentation et du refroidissement des équipements dès que possible. Ces périphériques peuvent être de bons candidats pour être dotés de leurs propres appareils de contrôle de la consommation électrique en production si vous savez que l'environnement sera soumis à des contraintes au niveau de l'alimentation.
5. Les sources d'alimentation doubles peuvent consommer beaucoup plus d'énergie que les sources simples.
6. Des équipements d'apparence identique et dotés de configurations identiques peuvent avoir des taux de consommation électrique très différents. Les différences observées étaient suffisamment importantes pour obliger le personnel de l'EEC à vérifier à nouveau que les configurations étaient bien identiques.
7. Les indications de consommation en watts figurant sur l'étiquette du produit ne reflètent pas les véritables chiffres de consommation ; ils représentent la puissance nominale des sources d'alimentation.
8. Le maintien d'une base de données de tests de consommation énergétique et des résultats par périphérique et sous-composant est essentiel pour l'enregistrement des informations et la comparaison des données.
9. Différentes configurations de quantités équivalentes de RAM utilisent différentes quantités d'énergie. En général, un nombre inférieur de barrettes DIMM consommera moins d'énergie, par exemple, 4 barrettes DIMM de 2 Go par rapport à 8 barrettes DIMM de 1 Go. Certains cas ont toutefois été constatés où un nombre inférieur de barrettes DIMM consommait davantage d'énergie.

Figure 4 Comparaison de la consommation électrique sous / hors tension (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Conclusion

En ajoutant la capacité de mesurer la consommation électrique dans vos laboratoires de performances, vous pouvez commencer à accumuler votre propre base de données de consommation énergétique par périphérique avec des chiffres précis pour vos charges réelles. Lorsque vous déployez ces solutions, vous devez effectuer un audit des résultats sous forme de système de retour en boucle fermée pour déterminer l'exactitude de vos tests en laboratoire de performances. Comme l'a appris l'EEC en exécutant ses propres tests de mesure, certains détails réellement intéressants peuvent vous aider à filtrer le greenwashing et à découvrir la vérité.

Cette méthode de mesure en laboratoire de performances poussera le marché en général à commencer à identifier les produits qui permettent véritablement d'effectuer des économies d'énergie. Avec le temps, les fabricants constateront qu'il est nécessaire de fournir des données plus précises sur leurs allégations en matière d'économie d'énergie. De même, les professionnels de l'informatique commenceront à utiliser les watts par périphérique comme critère d'achat. Cela doit devenir une pratique courante, surtout pour les entreprises qui achètent de grandes quantités de serveurs. Vous pouvez montrer la voie aujourd'hui même en commençant à considérer l'énergie comme l'une de vos plus précieuses ressources informatiques.

Garder le centre de données au frais

Le refroidissement des centres de données présente un potentiel énorme en matière de réduction de la consommation énergétique. Il étonnant de voir la quantité de chaleur générée dans un centre de données et la quantité d'énergie utilisée pour refroidir le matériel. Mais si vous voulez bien gérer votre stratégie de refroidissement, résoudre les problèmes et développer des solutions de refroidissement plus efficaces, vous aurez besoin d'une solution de contrôle de la température. Considérons la solution utilisée par les centres de données Microsoft.

Microsoft Research a créé un réseau de capteurs de température pour les centres de données, qui permet d'améliorer le contrôle de la température et d'évaluer les améliorations apportées au refroidissement. Par exemple, un centre de données Microsoft évaluait l'efficacité du placement de rideaux d'air en fin d'allée pour améliorer la séparation de l'air chaud et de l'air froid. Une fois les rideaux installés, certains serveurs ont commencé à émettre des alertes de surchauffe. Naturellement, les techniciens ont alors augmenté le flux d'air du système de refroidissement pour refroidir l'air. À leur surprise, cependant, d'autres serveurs se sont mis à émettre des alertes de surchauffe, et tous ces serveurs étaient au bas du rack, généralement l'endroit le plus frais d'un système de refroidissement surélevé.

Grâce au réseau de capteurs, les techniciens ont pu confirmer que les racks étaient plus frais vers le haut et plus chauds en bas. Ils n'ont pas tardé à déduire que cet air chaud provenait de l'allée chaude située entre le bas du rack et le plancher, résultat du principe de Bernoulli. Ils ont pu régler facilement le problème de surchauffe en scellant le bas du rack et en réduisant la vitesse du flux d'air.

C'est justement ce genre de données que l'EEC recueille et analyse lorsqu'il effectue des tests de performances. Ainsi, l'EEC a récemment informé Microsoft Research qu'il était prêt à effectuer un test de déploiement. En une journée, le système a été déployé à 10 racks et l'installation a été faite en une heure. L'EEC peut maintenant étudier et mieux comprendre les problèmes de refroidissement et leur relation avec les performances du matériel.

Bien sûr, la surveillance à elle seule ne constitue pas une solution. Le vrai gain réside dans votre capacité à localiser les problèmes à résoudre, à effectuer les modifications nécessaires et à évaluer diverses solutions pour déterminer si elles offrent les résultats que vous espériez. L'important est d'éviter d'être pris au dépourvu lorsque votre nouvelle solution de refroidissement provoque soudainement une surchauffe dans vos racks.

Dave Ohara compte 26 années d'expérience en technologie. Il collabore maintenant avec plusieurs entreprises qui mettent en œuvre des initiatives écologiques.

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