Comment IBM améliore l'efficience énergétique des data centers

Jean-Michel Rodriguez, architecte en chef chez IBM pour l'efficacité énergétique au plan mondial, répond à nos questions.

D'abord, qu'est-ce qu'un data centre à haute efficacité énergétique ?
C'est avant tout un data centre où les deux populations qui en ont la responsabilité arrivent enfin à discuter ensemble. Car il y a toujours d'un côté les non-IT, qui ne le voient que comme un bâtiment, un site & facility, dont ils doivent fournir les m², l'alimentation électrique, le refroidissement, et de l'autre côté les IT, pour qui le data centre n'est que de la ressource informatique, des serveurs, du stockage, du réseau. Il faut donc aider les uns et les autres à se comprendre. Les non-IT doivent en effet comprendre la problématique des serveurs et les IT, les besoins en refroidissement. Chacun dispose désormais d'outils aboutis : la GTC (gestion technique centralisée) d'un côté, la gestion des ressources IT de l'autre. Mais entre les deux, il faut également désormais un module de mise corrélation des événements (la suite Tivoli-Maximo, chez IBM) pour donner la supervision complète du data centre.

Et après, qu'est-ce qu'on fait ?
Le problème le plus courant aujourd'hui, c'est le data centre qui arrive à la limite de ses capacités et qui ne peut plus héberger de ressources supplémentaires. Les limites peuvent être des contraintes de poids au m², par exemple s'il ne peut supporter qu'une charge de 200 à 500 kg/m² (alors que les besoins actuels sont de 1,3 t/m²), ou de puissance électrique s'il n'y a plus assez de watts pour alimenter les ressources ou les refroidir. Un data centre peut ainsi donner l'impression d'être vide, alors qu'il est totalement saturé.
Lorsque les limites d'un data centre sont atteintes, il faut l'optimiser, le reconstruire ou externaliser. Ces phases passent par un changement de la consommation de l'énergie. On va ainsi utiliser l'énergie pour alimenter les ressources informatiques et réduire l'énergie consommée pour le non-IT (dont le refroidissement). Pour cela, il faut commencer par mesurer l'efficacité énergétique, le PUE (Power Usage Effectiveness), qui est le ratio de la consommation électrique de tout le data centre par rapport à celle de son IT. Plus ce PUE tendra vers 1, plus le data centre sera efficace. On en est loin généralement, la moyenne se situant entre 2,1 et 2,5 aujourd'hui.

Est-ce vraiment un indicateur pertinent ?
Oui et non. Le PUE ne permet pas de voir l'utilisation informatique. Il peut-être de 2,1 avec une utilisation des ressources informatiques à 20 % aussi bien qu'à 80 %. Le préalable à un bon PUE est donc la consolidation et la virtualisation des ressources informatiques, qui augmentera le taux d'utilisation des ressources IT à un taux de 70-80 % et même 99 % pour les grands systèmes IBM. Alors seulement, on pourra travailler efficacement sur toutes les autres consommations.
Si on a un data centre consommant 3 Mw, dont 1 Mw pour l'IT et 2 Mw pour le non-IT, le PUE sera de 3. Mais si on réduit la consommation du non-IT à 1,5 Mw, on pourra augmenter celle de l'IT à 1,5 Mw. Le PUE sera alors de 2 et on aura augmenté le capital IT de 50 %. On atteindra un PUE de 1,5 et on doublera la puissance informatique, si on parvient à réduire la consommation du refroidissement à 1 Mw pour laisser 2 Mw à l'IT.

Et comment améliore-t-on le PUE ?
Après la consolidation et la virtualisation des ressources IT, on travaillera sur la redondance des composants IT et non-IT. Celle-ci doit être utilisée à bon escient, car elle doit protéger contre des risques éventuels. On n'est pas obligé d'avoir de la redondance sur les applications non critiques. La redondance active-active optimise l'utilisation des ressources, mais augmente la consommation électrique. La redondance active-passive peut dans certains cas être préférable.
Il faut également prendre en considération les UPS, autrement dit les composants qui assurent la stabilité de l'énergie fournie. Selon leur ancienneté et leur technologie, leur consommation électrique varie entre 15 et 30 % de la consommation globale d'un data centre. Les UPS de nouvelle génération permettront de réduire leur consommation de manière significative.
Enfin, dernière option : l'urbanisation du data centre, qui consiste à y créer des zones haute densité et basse densité, à mettre en place des allées chaudes et froides avec des rideaux d'isolation en plastique. A l'aide de ces différentes actions, on peut viser un PUE global de 1,6, et pour les blades, un PUE compris entre 1,7 et 1,8. Les techniques de free cooling permettent d'améliorer encore ce taux. Certains data centres les utilisant affichent ainsi un PUE compris entre 1,1 et 1,3.

Et chez IBM, où en est-on ?
Nos Green Data Centers affichent de très bons PUE. En fonction des technologies et solutions utilisées, nous avons, sans free cooling, un PUE de 1,6 à Montpellier. Notre site de Poughkeepsie (New-York) affiche un PUE de 1,09 en hiver grâce au free cooling à eau. L'eau, beaucoup plus efficace que l'air, fait donc son retour. On l'utilise pour les refroidisseurs, et dans certains cas de calculs intensifs, pour nos serveurs haut de gamme aussi.

Comment intervenez-vous ?
Partout dans le monde, les équipes IBM locales vont sur site, prennent des mesures, repèrent les points chauds et les points froids au moyen de caméras thermiques. Elles regardent ce qui se passe, cartographient l'état des lieux, font des préconisations afin de proposer les bonnes architectures. Il faut regarder ce qui peut être fait et prendre stratégiquement la bonne décision. Si nous disons qu'il est possible d'améliorer le PUE, il faut en être certain. La mission peut durer de quelques mois à plusieurs années ou être abandonnée, si le site ne permet aucune optimisation. La solution finale peut être la remise à niveau, la refonte, la création d'un nouveau data centre ou l'externalisation pure et simple chez IBM ou un autre hébergeur.
J'ai la mission mondiale chez IBM pour l'efficacité énergétique et le green IT et je suis également Lead Architect pour tout ce qui est optimisation IT. Mon approche ne s'écarte guère de celle suivie par d'autres experts non IBM, sauf sur le direct air free cooling, que je déconseille.