¿Cómo pueden los centros de datos lograr la conservación de energía, la reducción de emisiones y aumentar la eficiencia energética?

Nuestra investigación muestra que con una gestión más estricta, las empresas pueden duplicar la eficiencia energética de sus centros de datos, reduciendo los costos y las emisiones de gases de efecto invernadero. Específicamente, las empresas necesitan gestionar más activamente los activos tecnológicos y mejorar los niveles de utilización de los servidores existentes; las empresas también necesitan predecir con mayor precisión el impacto de las necesidades comerciales en la capacidad de las instalaciones de aplicaciones, servidores y centros de datos para controlar gastos operativos y de capital innecesarios.

La eficiencia del centro de datos es una cuestión estratégica. El dinero que las empresas gastan en construir y operar centros de datos representa una proporción cada vez mayor de los presupuestos corporativos de TI, dejando cada vez menos presupuesto para proyectos tecnológicos que se necesitan con urgencia. Los planes de construcción de centros de datos son decisiones a nivel de junta directiva. Al mismo tiempo, los reguladores y las partes interesadas externas están cada vez más preocupados por la forma en que las empresas gestionan sus huellas de carbono. La adopción de mejores prácticas no sólo ayuda a las empresas a reducir la contaminación sino que también mejora su imagen como buenos ciudadanos corporativos.

La TI cuesta mucho Hoy en día, las empresas realizan análisis cada vez más complejos, los clientes exigen acceso en tiempo real a sus cuentas y los empleados buscan nuevas formas de colaborar con uso intensivo de tecnología. Como resultado, la demanda de capacidad informática, de almacenamiento y de redes continúa creciendo incluso cuando la economía se desacelera. Para hacer frente a esta tendencia, los departamentos de TI añaden constantemente recursos informáticos. En Estados Unidos, la cantidad de servidores en los centros de datos está aumentando a un ritmo de aproximadamente el 10% por año. Al mismo tiempo, en mercados emergentes como China e India, las organizaciones se están volviendo más complejas, se están automatizando más operaciones y cada vez se realizan más operaciones de datos subcontratadas, por lo que la cantidad de centros de datos está aumentando más rápido. . Esta demanda insaciable de recursos informáticos ha llevado a un aumento constante de la capacidad de los centros de datos en todo el mundo. Por ahora, este crecimiento no muestra signos de terminar y normalmente entra en una modalidad de crecimiento modesto durante las recesiones.

Este crecimiento ha provocado un aumento de los costes de TI. Cuando se incluyen los costos de instalaciones, equipos de almacenamiento, servidores y personal, el gasto en centros de datos generalmente representa el 25% del presupuesto total de TI de una empresa. A medida que el número de servidores siga creciendo y los precios de la electricidad aumenten más rápido que los ingresos y otros costos de TI, estos índices no harán más que aumentar. Cada año, el coste de funcionamiento de estas instalaciones aumenta a un ritmo de hasta el 20%, mientras que el gasto total en TI crece a un ritmo de sólo el 6%. Existe una enorme brecha entre ambos.

El creciente gasto en centros de datos ha cambiado la estructura económica de muchas empresas, especialmente las empresas con uso intensivo de información, como las empresas financieras, de servicios de información, de medios y de telecomunicaciones. En los últimos cinco años, la inversión necesaria para establecer un gran centro de datos empresarial ha aumentado de 150 millones de dólares a 500 millones de dólares. Entre las empresas con uso intensivo de TI, el costo de las instalaciones más grandes se acerca a los mil millones de dólares. Este gasto desvía capital del desarrollo de nuevos productos, reduce la economía de algunos productos con uso intensivo de datos y reduce las ganancias. Además, el aumento del consumo de energía crea una huella de carbono cada vez mayor, lo que conduce a la degradación ambiental. Para la mayoría de las industrias de servicios, los centros de datos son la mayor fuente de emisiones corporativas de gases de efecto invernadero. La cantidad de electricidad utilizada para almacenar y procesar datos se duplicó entre 2000 y 2006, y una instalación de datos promedio utiliza tanta electricidad como 25.000 hogares combinados. Hay 44 millones de servidores en el mundo, que consumen el 0,5% de la electricidad total. Hoy en día, las emisiones de carbono de los centros de datos se están acercando a los niveles de países como Argentina y los Países Bajos. Sólo en Estados Unidos, el crecimiento proyectado en el uso de electricidad en los centros de datos para 2010 equivale a la generación de energía de 10 nuevas plantas de energía. Los pronósticos actuales muestran que si no se frena la demanda, las emisiones globales de carbono de los centros de datos serán cuatro veces mayores en 2020.

Las autoridades reguladoras han notado estas tendencias e instan a las empresas a encontrar soluciones. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) recomienda que los grandes centros de datos utilicen medidores de energía como primer paso para establecer estándares de eficiencia operativa. Al mismo tiempo, la Unión Europea también ha publicado un conjunto de códigos de conducta voluntarios que introducen mejores prácticas para operar centros de datos con alta eficiencia energética. A medida que las emisiones de los centros de datos siguen aumentando, es probable que los gobiernos ejerzan una mayor presión para reducir las emisiones.

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En organizaciones con uso intensivo de información, personas de muchos departamentos y niveles pueden tomar decisiones que afectan la eficiencia de las operaciones del centro de datos .

Los operadores financieros pueden optar por realizar sofisticados análisis Monte Carlo, mientras que los investigadores de medicamentos pueden decidir cuántos datos de imágenes de ensayos clínicos almacenar. Los gerentes responsables del desarrollo de aplicaciones pueden decidir cuánto esfuerzo de programación se dedica a satisfacer estas necesidades. Los administradores de infraestructura de servidores pueden tomar decisiones de compra de equipos. Los directores de instalaciones pueden determinar la ubicación del centro de datos, el suministro de energía y el cronograma para instalar equipos antes de la demanda prevista.

Las decisiones descritas anteriormente a menudo se toman de forma aislada. Un gerente de ventas podría optar por cambiar una operación de liquidación nocturna a liquidación inmediata, o un analista financiero podría querer almacenar varias copias de datos históricos, sin considerar el impacto en los costos del centro de datos. Los desarrolladores de aplicaciones rara vez piensan en optimizar su trabajo para minimizar el uso del servidor o diseñar aplicaciones que puedan compartirse entre servidores. Los gestores de compras de servidores podrán elegir el producto de menor precio o con el que estén más familiarizados. Pero estos servidores pueden desperdiciar energía o espacio del centro de datos. Con demasiada frecuencia, los gerentes compran equipos en exceso para asegurarse de que tengan suficiente capacidad para los escenarios de uso más extremos, lo que genera un exceso de capacidad. Los administradores suelen construir instalaciones con exceso de espacio y alta capacidad de enfriamiento para satisfacer la demanda en situaciones extremas o para manejar ampliaciones de emergencia.

Estas decisiones se suman en toda la organización y tienen importantes impactos ambientales y de costos. En muchos casos, las empresas pueden desmantelar algunos de sus servidores existentes y dejar de lado sus planes de comprar nuevos servidores sin reducir sus capacidades de gestión de datos. Esto se puede lograr con la ayuda de algunas técnicas bien conocidas. Por ejemplo, la virtualización, esta tecnología en realidad funciona encontrando partes inactivas del servidor para ejecutar aplicaciones para lograr la máxima capacidad compartida. Pero las empresas no necesariamente harán esto porque ningún ejecutivo puede asumir una responsabilidad “de extremo a extremo”. Dentro de una organización, los gerentes actuarán de la manera que sea mejor para sus propios intereses, lo que resulta en que la mayoría de los centros de datos sean ineficientes, a menudo con solo una aplicación de software ejecutándose en cada servidor.

Analizamos casi 500 servidores en una empresa de medios y un tercio de ellos tenía tasas de utilización inferiores al 3 %, mientras que dos tercios tenían tasas de utilización inferiores al 10 %. Si bien existen muchas herramientas de administración disponibles para rastrear el uso, esta empresa no utilizó ninguna de ellas. A nivel mundial, estimamos que la tasa de utilización diaria de los servidores es generalmente de sólo entre el 5 % y el 10 % en el mejor de los casos, lo que resulta en un desperdicio de energía y dinero. En respuesta, los administradores de centros de datos suelen responder que estos servidores se instalan para proporcionar capacidad en situaciones extremas, como hacer frente a la avalancha de compras el día antes de Navidad. Pero en términos generales, esta afirmación no es cierta, porque los datos muestran que si la utilización promedio es muy baja, la utilización durante las horas pico también será muy baja. Además, el número de instalaciones de datos sigue aumentando, pero los servidores y equipos relacionados que albergan las instalaciones de datos a veces representan sólo la mitad de la capacidad de las instalaciones de datos, lo que indica que se desperdician cientos de millones de dólares en gastos de capital. Incluso si las empresas informan que sus centros de datos están llenos, caminar por los pasillos de un centro de datos a menudo revela espacios vacíos en los racks de servidores que han sido reemplazados por equipos que alguna vez ocuparon esos espacios.

Parte de la razón de esta inconsistencia es la dificultad de pronosticar la demanda del centro de datos. El marco temporal de las operaciones es un problema. Los centros de datos suelen tardar dos años o más en diseñarse y construirse, y tienen una vida útil prevista de al menos 12 años, por lo que la capacidad se establece antes de que las unidades de negocio generen la demanda real. Al mismo tiempo, no se comprende completamente cómo las decisiones empresariales se afectan entre sí, cómo se traducen en demanda de nuevas aplicaciones y cuánta capacidad de servidor se necesita para satisfacer la demanda. Por ejemplo, si la demanda de los clientes aumenta un 50%, muchas empresas tienen dificultades para predecir si la capacidad de los servidores y centros de datos necesitará aumentar un 25% o un 100%. En casos extremos, hemos visto algunas instalaciones medio vacías durante años después de estar operativas, mientras que otras empresas construyen un centro de datos y rápidamente descubren que necesitan construir uno nuevo.

El centro de datos actual se ha convertido en un activo costoso, por lo que se puede inferir que la responsabilidad por el desempeño financiero es muy pobre. La responsabilidad de las finanzas y la gestión de las instalaciones a menudo recae en los administradores de bienes raíces, quienes a menudo carecen de experiencia técnica relevante y carecen de una comprensión profunda de la conexión entre TI y las cuestiones comerciales centrales.

Al mismo tiempo, quienes administran las operaciones del servidor rara vez tienen acceso a datos sobre gastos operativos clave, como el consumo de energía o el costo real de los bienes inmuebles ocupados por los equipos de TI. En cambio, cuando los administradores de TI deciden comprar más aplicaciones o nuevos servidores, a veces solo utilizan métricas básicas como el costo inicial de las licencias de hardware y software. Al calcular los costos reales, se deben considerar factores como las operaciones y el arrendamiento de las instalaciones, el uso de energía, el soporte y la depreciación. Estas tarifas pueden ser de 4 a 5 veces el costo de adquisición inicial del servidor. Sumado a los problemas de responsabilidad y toma de decisiones aislados mencionados anteriormente, los centros de datos a menudo agregan servidores adicionales como póliza de seguro sin discutir apenas las compensaciones de costos o las necesidades comerciales. En ausencia de un análisis de costos reales, la construcción excesiva, la ingeniería excesiva y la ineficiencia son comunes.

Página 3: Reformar el método de operaciónReformar el método de operación

Al comienzo de la investigación, pensamos que al construir un nuevo centro de datos de ahorro de energía, podríamos reducir el costo y Las emisiones de carbono del centro de datos señalan un camino brillante. Las nuevas instalaciones pueden aprovechar una variedad de tecnologías actuales, aprovechando métodos de enfriamiento gratuito y fuentes de alimentación con menores emisiones de carbono. Pero también aprendimos que la forma más importante de reducir costos y emisiones de carbono era mejorar las ineficiencias en los centros de datos existentes de una empresa. Al mejorar la gestión de activos, aumentar la responsabilidad de la gestión y establecer objetivos claros para reducir los costos de energía y las emisiones de carbono, la mayoría de las empresas pueden duplicar su eficiencia energética de TI para 2012 y frenar el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero de sus centros de datos. De hecho, no es necesario construir nada más para obtener el centro de datos más ecológico posible.

Administrar activos activamente

El enfoque de una importante empresa muestra que regular el uso de servidores e instalaciones existentes puede generar enormes beneficios. El plan original de la compañía era aumentar la cantidad de servidores y construir un nuevo centro de datos para acomodar estos servidores y otros equipos de TI para satisfacer sus necesidades de información en 2010. El consejo de administración de la empresa aprobó el plan, pero supondrá importantes inversiones de capital para la empresa durante el año. Entonces la empresa revisó completamente sus planes. Cerrará más de 5.000 servidores raramente utilizados. Virtualizando 3.700 aplicaciones, que representan el 15% del total de aplicaciones de la empresa, se puede reducir el número de servidores activos de 25.000 a 20.000. La empresa también reemplazó algunos servidores más antiguos con productos que pueden aumentar la eficiencia energética en un 20%.

Estos ajustes permitieron a la empresa dejar de lado sus planes originales de expansión del centro de datos y así ahorrar 305 millones de dólares en costos de inversión de capital. Se espera que los gastos operativos disminuyan entre $45 millones y $75 millones debido a las reducciones en el número de servidores y el consumo de energía. Teniendo en cuenta los factores de desmantelamiento y virtualización, la tasa promedio de utilización de la capacidad de operación del servidor aumentará del 5,6% actual al 9,1%. La empresa todavía puede satisfacer sus crecientes necesidades de datos, pero la reducción de la demanda de electricidad significa que las emisiones de CO2 se reducirán de 591.000 toneladas a 341.000 toneladas en los próximos cuatro años.

Las empresas también pueden ahorrar dinero gestionando mejor las crecientes demandas de datos. Las unidades de negocios deberían revisar las políticas sobre la cantidad de datos que se deben retener y si se deben reducir ciertos análisis intensivos en datos. El cálculo de algunas transacciones se puede aplazar para reducir la utilización del servidor durante las horas pico, y no toda la información empresarial requiere capacidades de recuperación ante desastres basadas en copias de seguridad extensas.

Mejores pronósticos y planificación son fundamentales para mejorar la eficiencia del centro de datos. Las empresas deberían rastrear la diferencia entre sus pronósticos de necesidades de datos y la demanda real, y luego ofrecer incentivos a las unidades de negocios que minimicen las desviaciones de los pronósticos. Los administradores de centros de datos deben comprender todo lo posible sobre las tendencias futuras, como el crecimiento organizacional y los ciclos comerciales, y luego integrar esto con los modelos que emplean. Las recomendaciones proporcionadas por los centros de datos, los arquitectos de aplicaciones y los operadores de instalaciones se pueden utilizar para mejorar estos modelos. Una empresa global de comunicaciones desarrolló un proceso de planificación que incluía varios escenarios para el crecimiento de datos en cada unidad de negocio. Si bien la empresa finalmente llegó a la conclusión de que necesitaba ampliar la capacidad, una parte importante de la demanda futura podría satisfacerse con los activos existentes, lo que supondría un ahorro en gastos de capital del 35 % con respecto al plan original.

Muchas organizaciones no ven los centros de datos como un recurso escaso y costoso, sino como un cubo esperando a ser llenado.

Para evitar esta tendencia, las empresas pueden utilizar la contabilidad del costo real de propiedad (TCO) al estimar el costo de nuevos servidores o aplicaciones y datos adicionales. Las unidades de negocios, los desarrolladores de software o los gerentes de TI rara vez tienen en cuenta los costos operativos del ciclo de vida de las aplicaciones y servidores al tomar decisiones de gasto. Calcular estos costos con anticipación puede ayudar a limitar el exceso de demanda.

Gestionar estos cambios puede resultar complicado. Mucha gente en grandes organizaciones no se da cuenta del coste de los datos. Todos los departamentos de la empresa necesitarán servicios de centro de datos. La responsabilidad de satisfacer estas necesidades se distribuye entre los departamentos de TI (incluidos el desarrollo de operaciones y aplicaciones), los planificadores de instalaciones, los equipos de servicios premium y las funciones inmobiliarias corporativas. No existe un estándar uniforme para la presentación de informes de costos.

Página 4: Mejora de la eficiencia general Mejora de la eficiencia general

Como parte del plan de mejora del centro de datos, recomendamos la adopción de una nueva métrica: Eficiencia promedio del centro de datos empresarial (CADE). De manera similar al estándar de kilometraje Enterprise Average Fuel Economy (CAFE) de EE. UU., CADE tiene en cuenta la eficiencia energética de las instalaciones, la utilización de las instalaciones y los niveles de utilización del servidor dentro del centro de datos. La combinación de estos factores le brinda la eficiencia general del centro de datos, o CADE (figura). Las empresas que reduzcan costos y emisiones de carbono mejorarán las puntuaciones CADE de sus centros de datos. Es como en la industria automotriz donde un kilometraje excelente mejora las calificaciones CAFE.

Para establecer objetivos de trabajo de mejora, dividimos CADE en cinco niveles. Los centros de datos que se encuentran en el Nivel 1 de CADE son los menos eficientes para operar; la mayoría de las organizaciones probablemente se ubicarán inicialmente en un nivel inferior. Cerrar servidores subutilizados, adoptar tecnología de virtualización y utilizar el espacio de las instalaciones de manera más eficiente mejorarán los puntajes del CADE. Con CADE, las empresas también pueden comparar todas sus instalaciones de centros de datos con las de la competencia, y pueden establecer y realizar un seguimiento de los objetivos de desempeño para los gerentes.

Para la gestión de la demanda del centro de datos, recomendamos un nuevo modelo de gobernanza en el que el director de información sea el único responsable. Con este sistema, los CIO pueden comprender más a fondo las necesidades de datos de cada unidad de negocio; para nuevos proyectos de datos que requieren más servidores o aplicaciones de software, pueden exigir que el consumo de energía y los costos de las instalaciones se tengan en cuenta en la inversión correspondiente. También recomendamos que los CIO adopten una nueva métrica para medir las mejoras; consulte la barra lateral "Mejora de la eficiencia del centro de datos". Con una mayor responsabilidad, los CIO estarán más motivados para buscar mejoras, como la adopción de tecnologías de virtualización y la mejora de la utilización de las instalaciones existentes. Debido a que este modelo centra más la responsabilidad de las decisiones comerciales críticas en el CIO, no sólo requiere el apoyo total del CEO, sino que también requiere un cambio en la mentalidad tradicional de la organización de responder a las solicitudes de las unidades de negocios para la expansión de la capacidad del centro de datos. Además, los CIO también deberían establecer objetivos para mejorar la eficiencia energética del centro de datos