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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.
25 de julho de 2014
O desafio da energia para os data centers e o compromisso com a sustentabilidade

Em abril de 2014, o Greenpeace liberou um novo relatório sobre o uso de energia renovável pelos maiores data centers globais. Esse relatório apresenta um ranking dos data centers mais comprometidos com o uso de energia renovável com o objetivo de mitigar a emissão de gases do efeito estufa. O relatório destaca a Apple, Google e Facebook com um forte compromisso de uso de energia renovável e critica a Amazon Web Services (AWS) pelo uso de energia não renovável e pouca transparência no setor.

As estimativas são que em 2014 cerca de 2,5 bilhões de pessoas estão conectadas a Internet no mundo. As previsões são que teremos cerca de 3,6 bilhões de pessoas conectadas em 2017. Cada vez mais as pessoas e os negócios são dependentes da Internet e isso cada vez mais poder computacional para executar os serviços online.

As empresas de tecnologia estão criando novas soluções para aumentar o poder computacional dos equipamentos e soluções de software para maximizar o uso da infraestrutura. Essas ações de eficiência computacional reduzem o consumo de energia e necessidade de refrigeração, contribuindo para a redução do uso de água para refrigerar o ambiente dos data centers.

Na comparação de consumo de energia de países e Cloud Computing, mostra que em 2011 a energia consumida pelos data centers é a sexta maior no mundo.

Essa situação coloca a necessidade de um tratamento diferenciado para os data centers das políticas públicas e regulatórias dos países.

No Brasil, existe um forte incentivo para o uso da Internet como um fator de inclusão social e desenvolvimento da economia. Entretanto, o Brasil apresenta um dos custos mais elevados de energia e telecomunicações do mundo. Isso tira a competitividade do setor e restringe a expansão do uso da Internet, principalmente, das classes menos favorecidas que representa a grande parcela da população.

A única política do governo que permite a redução do custo de energia é a compra de energia no mercado livre para empresas que possuem uma demanda de eletricidade acima de 500kW.

Essa política beneficia apenas os grandes data centers e, praticamente, elimina a competitividade dos pequenos e médios data centers.

Infelizmente, o Brasil não tem uma política forte de incentivo a minigeração de energia renovável pelas empresas. Os custos de implantação de geração de energia solar fotovoltaica, eólica, biomassa e através de pequenas hidrelétricas ainda não são atrativas para os data centers.

Uma política de subsídios para a geração de energia de energia renovável para o setor de data centers traria um grande benefício para a sociedade e para o crescimento da economia. Garantiria preços competitivos dos serviços digitais mesmo em períodos de grandes estiagens, que exigem a geração de energia por usinas termoelétricas que além de poluidoras são mais caras.

A proposta é criar um regime especial para o setor de data centers com três pautas: (1) permitir que todos os data centers, independente da sua demanda de energia, possam comprar eletricidade no mercado livre; (2) isentar de impostos de importação os equipamentos não produzidos no Brasil para a construção de minigeradoras de energia pelos data centers; e, (3) redução do IPTU dos data centers que reduzirem a emissão de gases do efeito estufa que contribuem para o Plano Municipal de Mudanças Climáticas.

3 de abril de 2014
O impacto das bandeiras tarifárias no custo dos data centers

A partir de Janeiro de 2014 o custo da energia no Brasil para o consumidor final irá variar acompanhando o custo da geração no sistema integrado de energia. A energia é cobrada por unidades de quilowatt/hora (R$/kWh) e depende da forma de geração: hídrica, térmica, eólica ou solar. Atualmente, o maior custo é a da energia térmica chegando a R$350/MW, enquanto a hídrica varia de R$91/MW a R$125/MW, a eólica por R$110/MW e solar por R$126/MW. O custo médio da energia depende da quantidade de energia gerada por cada fonte durante o dia.

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.

Até 2013, o custo de geração refletia no bolso do consumidor residencial, indústria e comercial apenas de quatro em quatro anos nas revisões tarifárias da concessionária de distribuição de energia da sua região. A partir de 2014, o custo será repassado mensalmente para o consumidor na conta de energia através das bandeiras tarifárias: branca, amarela ou vermelha.

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.

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.

16 de dezembro de 2013
Tecnologias Disruptivas para Data Centers

O armazenamento com tecnologia flash, resiliência na nuvem e práticas de gestão avançadas da infraestrutura de data centers (DCIM) são as três tecnologias que estão no radar dos fornecedores e operadores.

A geração de energia limpa no local continua no radar, principalmente agora que os servidores do muito-baixo consumo de energia exigem investimentos menores em geração.

As novas tecnologias como memristors e silicon photonics podem ter um impacto enorme sobre a eficiência e poder dos data centers, porém exigem mais estudos e aplicações comerciais.

O armazenamento de dados em memória flash promete um aumento dramático de desempenho em aplicações de bancos de dados, análises de “big data” e virtualização de desktops. Estima-se que a tecnologia flash reduza a latência de acesso aos dados em mais de 85% comparado com a tecnologia SSD PCI Express. Podendo ser utilizada como memória RAM torna possível dotar os servidores com terabytes de memória. O design paralelo do barramento de memória permite aumentar a quantidade de memória flash em um servidor.

Por uma questão de sobrevivência as empresas buscam resiliência em suas operações. Esse objetivo está diretamente ligado a disponibilidade dos serviços nos data centers. Cada vez mais os gestores de data centers são desafiados a aumentar a disponibilidade com menos recursos. Essa resiliência atingida com o uso de boas práticas de gestão e arquiteturas robustas e redundantes de software e hardware.

Para criar uma arquitetura resiliente, é importante entender os pontos e os modos de falha de um aplicativo e dos serviços de carga de trabalho relacionados para a tomada de decisão correta. Uma prática que começa a ser utilizada pelos gestores de data centers é o uso da metodologia de qualidade Six-Sigma.

A tabela abaixo mostra o percentual de disponibilidade e o tempo de paralisação.

A uso de geração local de energia aumenta a disponibilidade dos data centers por oferecer uma alternativa ao fornecimento de energia pela concessionária. Para avaliar os investimentos em geração local de energia é importante conhecer o desempenho da concessionária de energia. Métricas como tempo de paralisação e restabelecimento do serviço são importantes e disponíveis para análise.

Leitura recomendada:
À prova de falhas: orientação para arquiteturas resilientes na nuvem

22 de outubro de 2013