Posts filed under ‘virtualization’
גל של חדשנות בחדרי המחשב
גל של חדשנות שוטף את טכנולוגיות הדטה סנטר בעולם ובישראל. תחום חדרי המחשב היה תמיד פעיל מאוד אך מנומנם ברמה הטכנולוגית. בשנים האחרונות חוקי התכנון השתנו לחלוטין וכך גם הנוהגים המיטביים ( Best Practices ).
לפני מס' חודשים נועדתי עם חברה ישראלית המתכננת חדר מחשב חדש שיעלה לאוויר, לפי תוכניותיהם, ב 2015. אמנם אני מצדיע לחברות ישראליות החושבות לטווח ארוך, אך הדבר גרם לי להרהר נוגות בלוחות הזמנים הנהוגים לעיתים בתעשייה שלנו. פרויקט הקמה של אולם מחשוב הוא פרויקט מורכב, יצירת אומנות יחידנית אשר הכול בה מפותח מאפס ונתפר כולו לפי צרכי הלקוח. נכון? לא בהכרח.
אחת המגמות המתחזקות בתחום חדרי המחשב היא מודולים המבוססים על מערכות בתצורות אשר נוסו ונבדקו במפעל ( pre-configured ), וקל להתקינם בחדר המחשב ולדעת מראש את רמת הביצועים שנקבל ( Pre-engineered ). הרחבה והגדלה ניתנים לביצוע בקלות יחסית ( scalable ) .
הגישה החדשה מאפשרת הקמה מהירה יותר, השקעה התחלתית נמוכה יותר, מתקנים יעילים יותר ולכן גם הוצאות תפעול נמוכות יותר לאורך חיי חדר המחשב.
מאחר וחברה מקימה לעצמה חדר מחשב אחת לכל 5 עד 20 שנים, הרי כשארגון מבקש להקים לעצמו חדר מחשב חדש, זו התנסות חדשה לרוב מובילי הפרויקט. אל צוות המפעל חוברים יועצים וקבלנים חיצוניים שלהם יותר ניסיון (אנו מקווים) ונוצר צוות פרויקט אשר אין לו ניסיון משותף. הצוות מתחיל את התכנון מאפס (דבר משתלם ביותר למתכננים) ונשען על ידע לא מושלם ולא עדכני. זו הסיבה העיקרית לכך ששלב התכנון אורך בדרך כלל חודשים רבים (במקרים אחדים גם מספר שנים), כמו גם שלב הבניה, ושהפרויקט ברובו מבוסס על ניסוי וטעייה ולא על נוהגים מיטביים. גם בהתחשב בעבודה הקשה של צוות הפרויקט, עלות התמשכות הפרויקט והטעויות בהחלטות התכנוניות עולים לארגון כסף רב. התוצאה הסופית היא חדר מחשב ייחודי באמת אשר אין זהה לו והדבר נזכר כאן לא כמחמאה (אולי להיפך) אלא כציון עובדה.
התופעות הללו מתרחשות לא רק בחדרי מחשב הנבנים במבנה חדש על קרקע בתולית (Greenfield data center ) אלא גם בפרויקטים של שדרוג חדרי מחשב ( datacenter upgrade ). גבשדרוג חדרי מחשב מדובר בד"כ בהוספת יכולות של אספקת חשמל ומיזוג אוויר ושיפור מערך הכבילה. וגם כאן צוותים שהוקמו אד-הוק עובדים כדי לשדרג את חדר מחשב. במרבית המקרים גם פרויקטים אלו יכולים להיות מנוהלים ביותר יעילות אם ישתמשו ב"אבני בנין" שהן Pre-Engineered, Pre-Configured.
הנוהגים המיטביים מאפשרים היום הוספת מודולים פנימיים ( Pods ) המכילים מס' משתנה של ארונות שרתים, מערכות מיזוג ממוקד ומערכות חלוקת חשמל המורידות באופן דרמטי את זמני התכנון והיישום הנדרשים כמו גם את העלויות. ראו תמונה של POD שבו ארונות שרתים, מיזוג אוויר ותקשורת. ניתן לשלב גם אל פסק (אם כי לא נהוג).
ניתן להרחבה ושכפול באופן מודולארי
דוגמא נאה לצורך המחשה היא חדר מחשב הנבנה על פי השמועה על ידי מייקרוסופט באיידהו שבארה"ב. גודל החדר כ MW 5, ענק במושגים ישראליים אך לא במושגי מייקרוסופט, והוא יושלם תוך 28 שבועות מיום חתימת החוזה. החדר בנוי ממודולים של KW 600 כ"א כל מודול בנוי ממספר מבנים טרומיים המובלים לאתר במשאית ומחוברים תוך ימים לתשתית. ראו תמונה של חדר אנרגיה של MW 1 אשר הותקן ב 5 ימים.
חדר אנרגיה של MW 1 ב 5 ימים. נבנה במפעל. הורכב באתר.
דוגמא נוספת: בוודאי שמעתם על מיזם ה VBLOCK של EMC ו CISCO. ובכן, אם חשקה נפשכם במתקן אחסון ( storage ) מתקדם ביותר, בוודאי ששקלתם את ה VBLOCK. ובכן ניתן לרכוש את ה VBLOCK ב 6 תצורות: V0, V1, V2 וכל אחת מהן ברמת מינימום ומקסימום. חברת פנדויט ( Panduit ) מציעה לדוגמה את כל התשתית הפיזית ל VBLOCK ברמה הנדרשת במק"ט אחד. ראו תמונה:
במקט אחד: ארונות וכל התשתית הפיזית ל VBLOCK
IT Refresh – החיסכון שבקונסולידציה של שרתים
בבואנו לייעל את צריכת החשמל של חדר המחשב, במסגרת התייעלות כוללת, חשוב לטפל גם בצד ה IT וגם בצד התשתיות.
בעוד שבבלוג זה אני נוטה להתמקד בצד התשתיות הפיזיות, פוטנציאל החיסכון בצד ה IT משמעותי מאוד.
אני מניח שאני לא מחדש דבר אם אציין שבצד הIT הצעדים המשמעותיים ביותר הם קונסולידציה ווירטואליזציה. עם זאת, השקף למעלה לקוח מפרסומים של אינטל ומספק נתונים מפתיעים.
עפ"י אינטל, הבצועים של ה XEON5600 מהווים קפיצת מדרגה כה משמעותית עד שהם מאפשרים לבצע קונסולידציה של שרתים ברמה של 500:30 המניבה חיסכון כולל של כ 100,000 $ בחודש (במספרי שרתים כאלו כמובן) . אני מניח שמר מוטי סימנטוב, מנהל הפיתוח העסקי של אינטל בישראל, ישמח לספק נתנוים נוספים.
חשבון החשמל של חדרי המחשב בישראל- 1.25 מיליארד שקל בשנה
כ 2000 באי כנס אילות לאנרגיות מתחדשות שנערך באילת בשבוע שעבר, נחשפו לסדרת הרצאות ויוזמות בתחום האנרגיה. בעוד שנותני הטון היו עדיין חסידי האנרגיה הסולארית, קיים הכנס מסלול מרתק בנושא התייעלות אנרגטית. נושא צריכת החשמל של מרכזי המחשוב (דטה סנטר) עלה השנה בלא פחות מארבע הרצאות שונות.
מהחומר עולה כי חדרי המחשב של 1,000 הארגונים הגדולים בישראל צורכים כ 350 מגה-וואט, שהם כ 3% מיכולת היצור של רשת החשמל בישראל. בחשבון פשוט של 42 אג' לקווט"ש, חשבון החשמל של מרכזי המחשוב בישראל הוא 1.25 מיליארד שקל בשנה!
שתי עובדות מוסיפות עניין למספר מדהים זה. האחת, שצריכת החשמל של מרכזי המחשוב צפויה להכפיל עצמה בעוד 4-5 שנים.
השנייה , שכ 40% מסכום זה הם בזבוז שמקורו בחוסר מודעות ובחוקי תכנון מיושנים. במילים אחרות, הפוטנציאל לחיסכון הוא עצום, מה עוד שמחירי האנרגיה צפויים לעלות בשנים הקרובות.
אם כך מדובר בבעיה שיש לה מימד כלכלי נכבד (חשבון החשמל), מימד טכני (ניהול ושרידות), מימד ציבורי (איכות הסביבה) ומימד לאומי, דהיינו, יכולת תשתית החשמל להמשיך לתמוך בצריכה הגוברת של חדרי המחשב.
למרות הסכום העצום, נושא זה לא נמצא בדרך כלל בראש מעינייהם של מקבלי ההחלטות, אלא אם הארגון הוא נאור במיוחד. הסיבות לכך הן רבות:
1. חשבון החשמל אינו משולם על ידי מנהלי חדר המחשב אלא על ידי תקציב מנהלה כללי.
2. ההנהלה אינה מודעת לפוטנציאל החיסכון ולכן גם לא מציבה יעדים בתחום זה
3. חשש מוטעה שצעדי חיסכון והתייעלות דורשים השקעה מרובה ו/או השבתות
4. במקרים רבים מי שאחראי על תכנון והקמת החדר מתמקד ב CAPEX ואינו מתוגמל על חיסכון ב OPEX
במחקר שפרסם הפורום הישראלי לאנרגיה ( http://www.energia.org.il) , נמצא שההשקעה הנדרשת לחיסכון של קילו-ואט שעה אחד הוא עשירית מההשקעה הנדרשת ליצור קווט"ש באמצעים של אנרגיה מתחדשת. למרות זאת, עיקר היוזמה הממשלתית עד כה הוא בתחום האנרגיה המתחדשת. אין שום תוכנית או תמריץ ממשלתי להתייעלות אנרגטית. משלם המיסים ישלם 2 ₪ לכל קווט"ש המיוצר באנרגיה סולרית או אנרגית רוח, אך לא קיים שום עידוד ממשלתי לחיסכון באמצעות התייעלות.
כותבי המחקר, ד"ר שחר דולב, יעל כהן-פארן ונועם סגל, ממליצים בשלב ראשון לקיים סקר אנרגיה ארצי אצל הצרכנים הגדולים, להעלות מהסקר מהן אפשרויות ההתייעלות המרכזיות, ולפעול להטמעת החיסכון באמצעות תמריצים ומיסוי.
בקליפורניה למשל הצליח הממשל למנוע צמיחה בשימוש החשמל לנפש שנשאר יציב מאז שנות ה 80. לא אחת פורסם על מענקים בשווי של מאות אלפי דולרים שהעניקה חברת החשמל המקומית PG&E לפרויקטים של התייעלות אנרגטית בחדרי מחשב בקליפורניה. בישראל משרד התשתיות מתמקד כל כולו באנרגיה מתחדשת ומזניח את הפוטנציאל העצום בהתייעלות אנרגטית.
כפי שנאמר בכנס אילות: אנרגיות מתחדשות – פוליטקלי קורקט. התייעלות אנרגטית – פייננשלי קורקט.
כלים לחישוב חשמל
ערכי צריכת החשמל הנומינליים הכתובים על לוחית ציוד ה IT הם הגזמה פרועה ביחס לצריכת החשמל בפועל. זאת משום שהיצרנים מניחים תצורה מליאה עם כל האופציות, עבודה ב 100% ושדרוגים ותוספות עתידיים. כדי לחשב את צריכת החשמל העתידית של היצרנים מספקים "מחשבונים". להלן לינקים למחשבונים.
סיסקו
http://tools.cisco.com/cpc/
דל
http://www.dell.com/calc
HP
http://www.hp.com/go/bladesystem/powercalculator
יבמ
http://www.ibm.com/systems/bladecenter/powerconfig
סאן
החברה מספקת מחשבוני כוח אך הללו אינם מרוכזים מיקום בעמוד אחד. ניתן להשתמש באפשרות החיפוש באתר www.sun.com ולהציג את השאילתא "power calculator".
מי שרוצה ללכת "על בטוח" ללא עבודת מחקר יכול לקחת פקטור של 60% מהנומינאלי.
גוגל ויעילות צריכת החשמל בחדרי המחשב
בימים שבהם עלות האנרגיה מתקרבת ל 40% מהוצאות התפעול השוטפות ( OPEX ) של חדרי המחשב, צעדי ייעול שיביאו לחיסכון באנרגיה יביאו גם לחיסכון משמעותי. עם זאת, כדי שנוכל להשתפר, עלינו לדעת בראש וראשונה מהו המצב היום.
ארגון הגריד הירוק טבע את המושג PUE, יחס יעילות האנרגיה. יחס זה מחלק את סה"כ צריכת האנרגיה של חדר המחשב בצריכת האנרגיה של ציוד ה IT בלבד.
החשמל המסופק לחדר המחשב כולל את האנרגיה המסופקת למערכות החשמל, המיזוג ו IT. אם היחס הוא 2.0 הרי שעל כל וואט שמסופק ל IT, מושקע עוד וואט בתקורה של מערכות חשמל ומיזוג.
בסקר של ה EPA בארה"ב ב 2007 נקבע שהממוצע בארה"ב הוא בסביבות 2.0. בסקר בלתי רשמי שערכה חברתנו, חברת אלכסנדר שניידר ב 14 חדרי מחשב, מצאנו שהיחס בישראל נע בין 2.3 ל 2.8 .
כלומר, על כל שקל של חשמל שמושקע ב IT מבוזבז עוד כ 1.5 ₪ על תקורה של תשתית פיזית. כלומר, בחדר מחשב בינוני שצריכתו הכוללת היא כ 500 קילו-וואט שעה ( חשבון חשמל של 2,200,000 ש"ח בשנה ) , 60% מהצריכה היא לתקורה. עלות התקורה הזו היא אם כך 1,314,000 ש"ח בשנה.
שאלה מעניינת היא מהו היחס האידיאלי אליו אנו יכולים לשאוף. סוכנות הגנת הסביבה ( EPA ) בארה"ב קבעה את היעדים הבאים לשנת 2011:
חדר מחשב ממוצע 1.9
חדר מחשב מתקדם 1.7
נוהגים מתקדמים 1.3
חדר מחשב ירוק 1.2
בימים האחרונים חברת גוגל פרסמה לראשונה את מדדי יעילות האנרגיה של שישה חדרי המחשב שלה. מדד ה PUE הממוצע של גוגל הוא 1.21 ! .
בגרף המצורף מפרסמת גוגל את מדד יעילות האנרגיה של חדרי המחשב שלה לאורך 6 חודשים. מעניין לראות שגוגל השיגה כבר את יעדי ה EPA לשנת 2011, יעד שרבים בתעשייה (וביניהם עבדכם הנאמן) פקפקו שהוא בר השגה.
ניתן לראות גם שחדר מחשב אחד משיג תוצאות טובות יותר. חדר זה על פי הרכילות בבלוגים שונים מורכב מקונטיינרים והוא מצטיין ביחס יעילות אנרגיה PUE של 1.13.
קונטיינרים ( data center containers ) הם מכולות שבהם מורכב כל ציוד מיזוג האוויר והחשמל והן מסופקות מוכנות לקליטת שרתים. ניתן להציבם בשטח פתוח, במגרש החנייה או על הגג והם מאפשרים צמיחה של חדר המחשב בן רגע וכן גם ניודו בעת הצורך. גם מיקרוסופט פרסמה שהיא עומדת להקים דר מחשב מורכב מ 150 מכולות בשיקגו. בין החברות שמשווקות פתרונות מעין אלו הם IBM, Sun, Rackable Systems, AST . גילוי נאות: כותב שורות אלו משווק, בין השאר, גם קונטיינרים מזוודים כחדרי מחשב.
אגב, גוגל אינה מפרסמת את מס' השרתים שלה. השמועות מדברות על בין חצי מיליון למיליון שרתים. אך אין ספק שבצעדי התייעלות אלו חסכה גוגל עשרות מיליוני דולרים בהוצאות התפעול , וחסכה פליטות של עשרות אלפי טונות של גזי חממה ומיליוני גלונים של מים. מה שטוב לגוגל טוב גם לארגונים קטנים.
מה זה Green IT ? מהו חדר מחשב ירוק?
עיקר הנזק הסביבתי והבזבוז הכספי ב IT נגרמים על ידי צריכת החשמל הגוברת של חדרי המחשב. אבל לא רק שם.
ולכן Green IT מגדיר 4 קריטריונים, שלושה מהם רלבנטיים לחדר המחשב, והרביעי הוא מעבר לחדר המחשב.
חדר המחשב הירוק:
1. תשתית חדר המחשב יעילה וחסכונית בחשמל. מדובר בעיקר במיזוג אוויר יעיל, ובתכנון חסכוני בתשתיות האחרות ( אל-פסק, גנרציה, לחות וכ') . דוגמאות: ארנות מקוררי מים, מערכת אל פסק עם אובדן סטטי נמוך, שימוש בהוהגם מתקדמים ( Best Practices ) וכן הלאה.
2. שימוש חסכוני במשאבי חדר המחשב: בעיקר בציוד IT על ידי וירטואליזציה, ובשטח על ידי שימוש ב High Density
3. בחירת ציוד IT גם (לא רק) על סמך ניצולת ההספק שלהם. לדוגמא: מעבר לשרתי להב, ספקי כוח עם ניצולת מעל 80%.
4. שימוש ב IT כדי לחסוך משאבים והוצאות לארגון ולהיטיב עם הסביבה: לדוגמא: חיסכון בהדפסות ובשימוש בנייר, כיבוי תחנות עבודה בשעות הלילה, שימוש ב Thin Client , שליטה מרחוק על מחשבים מרוחקים החוסכת נסיעות או טיסות של טכנאים, וכן הלאה.
הנושאים החמים בניהול חדרי מחשב 2008
משיחות עם לקוחות וספקים, אני מעריך שהנושאים שיעסיקו את צוותי הIT ב 2008 יהיו:
1. קירור חדרי המחשב
2. הספק (חשמל) במונחים של מחסור ועלות
3. שטח רצפה
4. עלות שכר עובדים
5. כלים לניהול שרתים
6. וירטואליזציה
7. IT ירוק
8. 10 גיגה-ביט איטרנט
9. מיקור חוץ
10. התאוששות מאסון (DRP )
11. קונסולידציה
12. עיבוד מקבילי
אשמח לשמוע לדעתכם yigals@schneider.co.il
בנושא IT ירוק, אנשים עורכים כנס IT ירוק ב 5 בפברואר , 2008 בהילטון תל אביב. להרשמה
יגאל
קונסולידציה של חדרי מחשב
אינטל הודיעה על כוונתה לאחד את 130 חדרי המחשב שלה ברחבי העולם ל 8 מרכזי נתונים בלבד. לדברי ברנטלי דייויס ,מנהל תהליכי ההתייעלות של חדרי מחשב באינטל, הקונסולידציה של מרכזי הנתונים תאפשר לה להגיע לסטנדרטיזציה מליאה, וירטואליזציה נרחבת, וצפיפות מחשוב (יותר קילו-וואט לארון, י.ש) גבוהה יותר.
המטרה: חיסכון באנרגיה, הורדת עלויות ויצירת גמישות תפעולית לצורך מענה מהיר לדרישות הארגון.
מעניין לראות שהמגמה עליה הצבענו באלכסנדר שניידר כבר לפני 3 שנים של צפיפות המחשוב (high density computing ) ממשיכה לעלות עם מגמת הקונסולידציה. כדי לחסוך בעלויות, חברות מאחדות חדרי מחשב ובד בבד מנסות להקטין ככל האפשר את גודל החדר. עלות מ"ר של חדר כזה עולה אך החדר קטן יותר וכך קטנה העלות הכוללת (השקעה ראשונית + עלות תפעול שוטף) וגם (למי שזה חשוב) קטנה הפגיעה באיכות הסביבה.
לחזרה לראש הבלוג הקליקו כאן
Green IT White Paper : חדר מחשב ירוק בארבעה שלבים
נדיר בקריירה שלנו לאתר הזדמנויות שבהן הפתרון הטכני הטוב ביותר הוא גם הכלכלי ביותר וגם תורם לאיכות הסביבה. רעיון חדר המחשב ה"ירוק" הוא בדיוק כזה וזהו נדבך מרכזי ב Green IT.
אני שמח לצרף נייר טכני או כפי שהוא קרוי בד"כ white paper , שמציג כיצד ניתן לשדרג את חדר המחשב באופן שמוריד את עלות התפעול של החדר לאורך 10 עד 20 שנות חייו.
להורדת הקובץ בפורמט PDF לחצו כאן
תודה לידידי, אנשי ה IT , מהנדסי חשמל ומיזוג, מתכננים ומנמ"רים שתרמו בהערות והארות.
לתגובותיכם אודה
יגאל
חדרי השרתים מתיישנים במהירות
בשנת 2006 ביקרתי בקרוב ל 100 חדרי מחשב בארץ ובחו"ל. בפגישותיי עם מנהלי ומפעילי חוות שרתים בישראל, מתחוור לי יותר ויותר ששני הנושאים שטורדים את מנוחתם הם בעיות החום וההספק. שימוש בטכנולוגיות חדישות כגון שרתי להב ווירטואליזציה של השרתים, משפר מאוד את יעילות ההספק של החדר באופן כללי אך מעלה את צריכת ההספק והחום של כל מסד שרתים.
חדרי השרתים מתיישנים במהירות ומנהלים רבים מרגישים שהם עומדים בפני שוקת שבורה. מאחר ואני נתקל בלא מעט דעות ומבוכה בנושא, בחרתי להעלות את השקפתי בנושא בבלוג זה. אשמח לשמוע מכם את דעתכם ותגובותיכם.
המגמות עיקריות בשוק העולמי וגם בישראל:
1. 50% מחדרי השרתים יגיעו לסף קיבולת פיזור החום (מיזוג אוויר) עד שנת 2008.( מקור: מייקל בל, מחברת המחקר גרטנר). מחקר של חברת אמרסון מספק נתונים דומים
2. 70% מהחברות יערכו פרויקטים משמעותיים לשדרוג או הקמה של חדרי מחשב חדשים עד 2010
מנהלי חוות השרתים מתמודדים עם בעיות קשות:
1. גבול הקיבולת -חוסר יכולת להוסיף ציוד IT בשל מגבלות מקום, הספק, מיזוג
2. חדרי המחשב מתיישנים – תקלות חומרה גוברות בשל חוסר יכולת לקרר את החדר והציוד
3. הוצאות חשבון החשמל צומחות במהירות
4. חוסר יכולת להגיב במהירות לצורכי הארגון בשל הזמן הרב הנדרש ליישם פתרונות.
מה הסיבות למצב זה?
1. צמיחה חדה במספר השרתים בשל צמיחה עסקית. דוגמה קיצונית היא גוגל שבשנת 2003 הפעילה 100,000 שרתים ובחדר המחשב החדש (והסודי) שלה יופעלו קרוב לוודאי מעל לחצי מיליון שרתים.
2. מגמת הקונסולדיציה של חדרי המחשב יוצרת צפיפות IT
3. שרתי פיצה ושרתי להב מעלים את ההספק לארון (מסד) שרתים מעל ל30 קילווואט לארון
4. מגמת הוירטוליזציה ( Virtualization ) מעלה את צריכת ההספק למסד. שרת שקודם עבד ב 40% עומס עולה ל 70% עומס. ואף יותר.
5. חדרי המחשב מלאים ומתיישנים במהירות
במאמר הבא: 10 דרכים לשפר את מצב החום בחדר המחשב.
The Data Center Blog - חדרי מחשב, הקמת אולמות מחשב, חדרי שרתים, חוות שרתים, KVM, ניהול כבילה, UPS, green IT 