Eduardo M Fagundes

Artigos

Coletânea de artigos técnicos e reflexões de Eduardo M. Fagundes publicados entre 2011 e 2017

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Tag: data center

  • Adote uma usina de energia renovável

    O apagão forçado coordenado pelo Operador Nacional do Sistema (ONS) em 19 de janeiro de 2015, provou que o sistema elétrico brasileiro opera no limite e qualquer elevação de demanda se torna instável. A restrição de oferta atingiu as regiões Sudeste, Centro-Oeste e Sul, ou seja, as regiões de maior concentração das atividades econômicas do país. O episódio mostrou nossa forte dependência das hidrelétricas, que tiveram sua capacidade de geração reduzida devido a longa estiagem que reduziu os níveis dos lagos de reserva. Infelizmente, episódios como este podem ocorrer com mais frequência. Embora, algumas empresas tenham geradores a diesel esses não são suficientes para atender toda a demanda ou, se atendem, por períodos pequenos, como é o caso dos data centers. Sistemas elétricos integrados, como o brasileiro, são eficientes se bem dimensionados e modernos (alto grau de automação), caso contrário, uma falha gera um efeito domino. Minha sugestão é que grandes consumidores de energia adotem uma usina de energia renovável e se instalem próximo a ela.

    Acredito que o futuro será da geração distribuída, onde empresas e pessoas gerarão sua própria energia para consumo. Hoje com um investimento de cerca de R$17.000 é possível instalar um sistema de microgeração de energia fotovoltaico para atender uma residência com quatro pessoas, com a possibilidade de repassar para a concessionária de distribuição local o excedente produzido durante o dia, compensando o consumo noturno. A Honda investiu R$100 milhões em um parque eólico de 27MW em Xangri-lá (RS) para atender a demanda da sua fábrica em Sumaré (SP) com uma redução entre 40-45% do custo em energia. Infelizmente, a Honda compartilha o mesmo sistema elétrico integrado para o transporte da energia que em caso de colapso do sistema ela será afetada.

    O Ministério das Comunicações e a Itaipu Multinacional assinaram um acordo de colaboração para a criação de um condomínio de data centers no parque tecnológico dentro da usina. Isso, a princípio, garantirá energia continua e barata (se aprovado algumas isenções fiscais) para os data centers. Nessa situação, mesmo com um colapso do sistema elétrico integrado, os data centers continuariam operando com a energia de Itaipu.

    Uma opção é que os governos (federal, estadual e municipal) criassem condições regulatórias e fiscais para as indústrias, incluindo a de serviços (Call Centers, Data Centers e outras) se instalassem próximas as usinas de geração, principalmente as de fontes renováveis como biomassa, eólica e fotovoltaica.

    Além de garantir maior confiabilidade de fornecimento de energia, desenvolveria as regiões próximas as fontes geradoras, que normalmente estão afastadas dos grandes centros metropolitanos, e estariam em conformidade com a política de redução de emissão de gases do efeito estufa.

    Isso vale também para um movimento que estou apoiando para criar Zonas de Processamento de Exportação (ZPE) para a indústria de software.

     

  • Data Centers Modulares

    Um dos desafios dos CIOs é alinhar a capacidade de processamento com as necessidades de negócios. No passado, o planejamento de capacidade dos data centers era definido pelo histórico de crescimento e pelos novos sistemas planejados. Atualmente, a dinâmica dos negócios exige novas estratégias para assegurar os recursos e disponibilidade dos data centers para apoiar o negócio. Uma solução é desenhar data centers modulares.

    Para apoiar os negócios da empresa não basta atender os requisitos de alta disponibilidade, capacidade e baixos custos de investimento e operação. É necessário somar-se a esses requisitos a estratégia de escalabilidade do data center.

    Essa estratégia não é simplesmente comprar mais servidores e expandir a área do data center, incluindo aqui a instalação de um container data center. A estratégia deve garantir o menor tempo de expansão da infraestrutura e sua atualização tecnológica.

    Instalar sistemas de energia e refrigeração superdimensionados prevendo o crescimento não atende ao requisito de atualização tecnológica ao longo do tempo, além de desperdiçar investimentos da empresa.

    A estratégia deve contemplar a expansão de toda a infraestrutura do data center de forma modular. Aqui se inclui a instalação de novos servidores, sistemas de armazenamento de dados e módulos de energia e refrigeração. Uma alternativa é o container data center, outra opção são racks com sistemas de refrigeração dedicados e UPS modulares.

    Aumentar a disponibilidade do data center é outro ponto sensível em relação a custos. Estudos mostram que aumentar a disponibilidade de um data center de 99,982% para 99,995% exige investimentos 39% maiores. Aqui incluem custos de manutenção, redundância da rede de comunicação, geradores de energia adicionais, acumuladores de água para refrigeração e suporte operacional 24×7. Esses custos podem ser reduzidos com o conceito modular, utilização de softwares de configuração de data centers virtuais e softwares de gestão integrada da infraestrutura predial e tecnológica (DCIM – Data Center Infraestructure Management).

    Usar sistemas modulares pode significar um investimento maior no primeiro momento, porém muito menor quando houver a necessidade de um upgrade tecnológico no futuro. A relação pode chegar de 5% para 60%.

    Outra questão é a escolha das tecnologias para o data center. Temos que considerar que o ciclo de vida de um data center é em torno de 20 anos e as despesas, nesse período, ficam entre três e cinco vezes maiores que o investimento inicial. Desta forma, a escolha de uma tecnologia deve considerar os custos de manutenção, incluindo operação, e não apenas o custo inicial do investimento.

    O tempo e as tecnologias quebram muitos paradigmas. A estratégia do novo data center do Facebook foi utilizar equipamentos baratos de fornecedores asiáticos, praticamente, desconhecidos. A evolução e confiabilidade dos componentes eletrônicos tem aumentado consideravelmente, resultando na manufatura de placas eletrônicas mais confiáveis. Associado com as novas possibilidades de gerenciamento de máquinas virtuais, uma falha em um equipamento torna-se quase imperceptível para o negócio.  O uso de softwares open source já se mostrou extremamente eficiente para servidores, agora esse mesmo conceito está sendo implementado em roteadores e switches, quebrando a hegemonia de grandes players do mercado.

    A adoção de uma estratégia modular para data center pode reduzir o TCO – Total Cost Ownership – entre 15 e 25%, comparado com a estratégia tradicional de crescimento dos data centers, segundo alguns estudos. Para atender as necessidades de expansão de curto prazo da capacidade dos data centers, uma opção é o uso de containers data centers e para antigos data centers uma alternativa é o uso de zonas de alta densidade de processamento.

  • Aumento do custo de energia para os data centers com as bandeiras tarifárias

    A Aneel publicou em outubro de 2014 as norma para o funcionamento do sistema de bandeiras tarifárias para repassar para a conta de energia dos consumidores os gastos extras na geração de energia pelas termoelétricas. Essa medida irá trazer um custo adicional aos data centers que são grandes consumidores de energia. O sistema passa a vigorar em 1º de janeiro de 2015.

    A bandeira branca significa que o sistema elétrico está operando de forma normal. A bandeira amarela significa atenção e será acrescido na conta de energia R$1,5 por cada 100kWh consumido. A bandeira vermelha indica uma situação crítica e será acrescido R$3,00 por cada 100kWh consumido. Isso trará um impacto significativo na indústria, principalmente em empresas que usam intensivamente energia.

    O Operador Nacional do Sistema (ONS) é o órgão responsável pela coordenação e controle da operação das instalações de geração e transmissão de energia elétrica no Sistema Integrado Nacional (SIN), sob a fiscalização da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). O ONS é quem determina quais fontes de geração devem ser acionadas durante o dia para garantir a quantidade suficiente de energia para atender a demanda em diferentes horários do dia.

    Usando modelos matemáticos é determinado a melhor matriz de fornecimento de energia. Em situações onde os reservatórios de água das hidrelétricas estão cheios, a preferência é o uso de energia hídrica. Em tempos de estiagem é necessários acionar as termoelétricas, elevando custo da geração. A geração de energia eólica e solar atendem uma pequena parcela da energia.

    No caso dos data centers, a energia constitui a maior parcela de custo das despesas operacionais (OPEX). Como a tarifa de energia pode variar mensalmente, dificilmente será possível refletir no preço dos produtos e serviços de contratados de médio e longo prazo. Isso irá refletir no fluxo de caixa das empresas.

    Uma das formas de blindar os custos é comprar energia no mercado livre de energia elétrica. O mercado livre de energia permite que empresas que consomem acima de 500MWh possam comprar energia diretamente de uma fonte gerador de energia. Atualmente, entre 500MWh a 3.000MWh de fontes renováveis e acima de 3.000MWh de qualquer fonte. Esse cenário poderá mudar com novas normas regulatórias da Aneel beneficiando médios consumidores de energia.

    Dentro desse contexto torna-se imperativo que os data centers revisem sua estratégia de consumo de energia. Os maiores ofensores são os equipamentos e o sistema de refrigeração. A métrica que melhor indica a otimização do uso de energia elétrica é o PUE (Power Usage Effectiveness). O PUE é a relação do consumo total de energia pela energia consumida pelos equipamentos de TI.

    O grande desafio dos data centers é atingir valores próximos a um. Os data centers da Google estão com o PUE de 1,3 e são referência internacional. Reduzir o PUE, além de reduzir o custo da energia reduz também a emissão de gases do efeito, importante para a preservação do meio ambiente.

    Para atingir o objetivo de reduzir o PUE é essencial controlar de forma integrada todos os ativos da instalação, temperatura do ambiente interno, acionamento do grupo de geradores internos e os equipamentos de refrigeração.

    Os data centers devem adotar duas iniciativas, a primeira incluir técnicas mais sofisticadas de melhoria contínua de processos e uma ferramenta para gerenciar os ativos.

    A melhor técnica de melhoria contínua é o Six-sigma com um framework e ferramentas que assegura a análise, planejamento, execução e acompanhamento dos resultados. O Six-sigma ajudará na tomada de decisão para a empresa migrar do mercado cativo de energia para o mercado livre, por exemplo.

    Softwares de DCIM (Data Center Infrastructure Management) com funcionalidades de gestão de ativos (AMS, Asset Management System) são as melhores alternativas para conseguir uma operação otimizada do Data Center.

  • Uma organização para gestão da infraestrutura predial de data centers

    A alta disponibilidade dos serviços dos data centers exige uma organização dedicada ao controle da infraestrutura predial, forte automação de processos e integração com a monitoração do ambiente tecnológico (servidores, armazenamento e rede de comunicação). A gestão inicia com os processos de comissionamento dos equipamentos e sistemas especialistas, segue com os aspectos gerenciais da operação, a gestão da comunicação e os aspectos de segurança, de saúde e ambientais.

    A definição e simulação de processos devem assegurar a sequência correta das instruções de trabalho e a redução das intervenções humanas, que representação cerca de 80% das falhas nos data centers.

    Outro processo crítico é a seleção e treinamento do pessoal técnico, que além da qualificação devem ter extrema atenção para detalhes e usar técnicas para detecção e solução de problemas, dentro de um programa de melhoria contínua.

    Na gestão da infraestrutura deve existir processos para o controle e projeção de custos e investimentos para a ampliação e renovação tecnológica do parque instalação.

    Os processos devem atender as normas da legislação e as metas voluntárias definidas pela organização, como a redução da emissão de gases de efeito estufa.

  • DCIM – Data Center Infrastructure Management

    Os data centers modernos de alta disponibilidade enfrentam o desafio da desconexão entre a infraestrutura predial e a infraestrutura de TI. Estes desafios se tornam mais críticos com a virtualização de servidores e armazenamento de dados que cria um ambiente dinâmico dentro de um ambiente estático, onde as rápidas mudanças na carga computacional provocam o aumento do consumo de energia e dispersão de calor. A alocação ineficiente de aplicativos virtualizados podem aumentar o consumo de energia e concentrar a densidades de calor, causando imprevistos “hot spots” em racks de servidores. Se não antecipada, o rápido aumento da densidade de calor aumenta o risco de sobrecargas e interrupções do sistema.

    A Gestão da Infraestrutura de Data Center (DCIM, Data Center Infrastructure Management) é uma categoria de soluções que integra as funções tradicionais de gestão de data centers com a gestão dos ativos físicos e recursos da infraestrutura predial. O DCIM centraliza o monitoramento, a gestão e o planejamento de capacidade de forma inteligente para garantir a alta disponibilidade de sistemas de missão crítica. As implementações de DCIM envolvem softwares especializados, hardware e sensores.

    O DCIM permite o estabelecimento e o monitoramento de métricas de desempenho dos data centers, tais como o PUE – Power Usage Effectiveness (eficiência energética) e, CUE – Carbon Usage Effectiveness (Uso eficaz do Carbono).

    De acordo com o Gartner Group, até 2017 as ferramentas de DCIM serão implantadas de forma significativa em mais de 60% ​​dos data centers maiores que 300 metros quadrados na América do Norte.

    Principais funcionalidades do DCIM:

    • Coleta de dados: combina dados de vários dispositivos que se comunicam através de uma ampla gama de protocolos, incluindo SNMP, Modbus, e dispositivos de BACnet.
    • Mecanismo de cálculo: permite a construção de fórmulas e cálculos. Cria elementos que podem calcular e armazenar quaisquer dados variáveis definidos por especialistas. Apresenta informações em tempo real e relatórios de tendências e chargeback;
    • Alertas avançados: fornece alertas e funcionalidades de controle para infraestrutura de TI e predial através do sistema de gerenciamento de energia (EMS) ou sistema de gerenciamento predial (BMS);
    • Integrações ampliadas: entre o BMS e aplicativos de gerenciamento de TI;
    • Visualização 3D: permite visualizar os ativos do data center em 3 dimensões para a melhorar o entendimento do layout e localização dos ativos;
    • Controle: atuação de controles para os dois ambientes físicos e virtuais;
    • Planejamento da capacidade: simulações de hipóteses para definição da capacidade futura do data center;
    • Descoberta de ativos: detecção automática de uma variedade tipos de ativos.

    O DCIM pode ser usado para muitas finalidades, tais como: suportar a disponibilidade do data center e requisitos de confiabilidade; identificar e eliminar fontes de risco para aumentar a disponibilidade de sistemas críticos de TI; identificar interdependências entre as infraestruturas de TI e predial para alertar sobre lacunas na redundância do sistema; e auxiliar na modelagem de estruturas de custos de operação e manutenção dos ativos.

    Uma aplicação típica do DCIM é melhorar a energia e eficiência energética dos data centers. Nestes casos, as soluções de DCIM permitem medir o consumo de energia para a operação segura em altas densidades de consumo. De acordo com a Gartner Research, as soluções de DCIM podem economizar em até 20 por cento o custo total de propriedade (TCO) do data center através da redução do consumo de energia. Além de medir o uso de energia, outros componentes do DCIM como CFD (Computational Fluid Dynamics) podem ser usados para maximizar o uso do fluxo de ar e eliminar recursos ociosos, como espaço, reduzindo ainda mais os custos de infraestrutura.

  • Containers o novo paradigma para data centers

    Os containers data centers estão mudando o paradigma de uso de sofisticadas construções e salas cofre para abrigar a infraestrutura de TI.  Cada vez mais são exigidos locais seguros para servidores e armazenamento de dados com proteções contra incêndio, sistemas redundantes de refrigeração e energia, e robustos controles de acesso.

    Um desafio é construir essa infraestrutura em prédios já existentes, que em alguns casos a estrutura predial não suporta o peso dos equipamentos e mudanças de layout necessárias para o data center.

    Outro desafio é construir data centers em regiões remotas, como minas de extração de minério, petróleo e mesmo fabricas localizadas fora dos centros urbanos. Nesses casos a melhor solução é o uso de contêineres data centers.

    Os containers são utilizados no novo conceito de data centers modulares. Ao invés de construir enormes instalações para acomodar racks de servidores e storage usa-se o container como um modulo completo de processamento. Sua expansão é simples, basta adicionar mais módulos quando necessário. Os containers podem ser empilhados, otimizando o espaço do prédio. A Microsoft adotou esse conceito.

    Vantagens dos contêineres data centers:

    • Alta densidade de processamento com centenas de Teraflops por container
    • Baixo investimento para iniciar as operações não exigindo custos de infraestrutura adicionais
    • Baixo consumo de energia para refrigeração
    • Rápida implementação
    • Configurações flexíveis e facilidade de expansão

    Os containers data centers são excelentes soluções para sites backup para instalações já existentes.

    Outra característica importante é que alguns modelos já são classificados como Tier III evitando os custos adicionais de certificação do data center pela empresa compradora. Essa característica traz um importante redutor de custo. Ou seja, na análise financeira do projeto deve-se considerar todos os fatores envolvidos no projeto, não apenas os custos de construção do data center.

  • Um novo paradigma: data center e geração de energia juntos

    Criou-se um novo paradigma no mercado de data centers. Praticamente, todos os novos grandes data centers estão sendo construídos fora dos grandes centros metropolitanos e  próximo de fontes geradoras de energia renovável. Muitos dessas fontes de energia estão sendo construídas pelas próprias empresas de data centers. Veja um exemplo no vídeo abaixo.

  • Por uma legislação específica para data center no Brasil

    Temos que ter no Brasil uma legislação específica para data centers no Brasil para conseguirmos competir. O setor deve ter taxas de importação reduzidas, custo de energia mais barato e fomentar o ensino de tecnologia.

    O Alibaba lançou oficialmente seu serviço de cloud computing através da sua subsidiária Aliyun. Esta é a terceira instalação da unidade focada em serviços globais, além dos data centers em Hangzhou e Qingdao.

    O novo data center terá inicialmente 10.000 servidores para atender a clientes em Pequim e na região do norte da China. Alguns dos principais clientes incluem instituições governamentais de pesquisa, organizações financeiras, e startups.

    Existem quatro serviços disponíveis: servidores em nuvem, serviços de banco de dados relacionais, serviços de armazenamento e serviços de balanceamento de carga, segundo a divulgação da empresa.

    A tecnologia está disponível para qualquer um com preços cada vez mais baixos. As ferramentas de software para construção de aplicações são acessíveis a todos. O mundo está digital.

    O desafio é a legislação que protege as informações. Em um regime politico de controle da informação como o chinês, quem garante que os dados armazenados e processados lá estão protegidos?

    Por outro lado, quase tudo na China é mais barato do que no resto do mundo. Eles estão inaugurando cinco universidades no mesmo padrão da Universidade de Harvard. O número de engenheiros formados por ano é superior de outros países.

    Difícil competir.

    Por aqui, os data centers sofrem com os custos de importação de equipamentos para sua infraestrutura, poucos fornecedores de construção de data centers, preços elevados de energia e baixa qualificação da mão de obra e impostos elevados.

    O setor de data centers deve se unir para revindicar uma legislação específica para evitar o colapso dos negócios no Brasil, gerando desemprego e dependência do processamento no exterior.