De ‘energie-verspilling’ van datacenters

Begin deze week publiceerde The New York Times een onderzoek, waaruit zou blijken dat datacenters veel energie verspillen en niet efficiënt zijn. ISP Today vroeg een aantal experts om hun kijk op dit onderzoek en het Nederlandse datacenterlandschap.

Zo kregen we reactie van Alex Bik (BIT), Peter Batenburg (Dataplace), Pieter de Haer (Previder), Michiel Eielts (Equinix), Joscha Niemann (TDCG), Eric Boonstra en Jan Wiersma (beide EvoSwitch).

Hoe is het volgens jou met het zuinige en energiebesparende imago van datacenters in Nederland gesteld?

Tendentieus
“Allereerst wil ik opmerken dat ik het een behoorlijk tendentieus artikel vind,” laat Bik weten. “Ik heb dan ook ernstige twijfels over de juistheid en nauwkeurigheid van de genoemde cijfers. Verder is het zo dat het eigenlijk niet gericht is op datacenters, maar op de gebruikers ervan. Als iemand het tegen mij heeft over een datacenter, ga ik er in principe vanuit dat daarmee de exploitant van het gebouw en de infra wordt bedoeld, niet degene die de IT apparatuur erin zet en beheert. Heel veel IT bedrijven doen graag voorkomen alsof ze een eigen datacenter hebben, maar ik de meeste gevallen gaat het gewoon om ruimte die ze huren bij een commercieel datacenter.”

Vertekend beeld
Volgens Boonstra geeft het stuk in de New York Times helaas een vertekend beeld, en mist het nuance. “Het artikel maakt geen onderscheid tussen co-locatie datacenters en grote cloud-providers met eigen datacenters aan de ene kant en ‘datacenter’ als verzamelnaam voor de totale IT-infrastructuur van grote ondernemingen aan de andere kant,” geeft hij aan. “Het onderzoek dat aan de basis ligt van het artikel stamt uit 2006. De Nederlandse datacenter branche heeft zichzelf bij de ontwikkeling van kwalificaties – in gang gezet door Uptime Institute (de zogenaamde ‘Tier’-kwalificatie) en die van de Dutch Green Building Council – hele duidelijke standaarden opgelegd met betrekking tot energiegebruik en duurzaamheid van datacenters. De eisen waaraan voldaan dient te worden zien we terug bij de vaak grotere bids, een teken dat ook de markt waakt. Tot slot werken wij goed samen met de Nederlandse overheid, met betrekking tot de Meerjarenafspraken Energie-efficiëntie.”

Groen imago
Datacenters in Nederland profileren zich volgens de Haer vrijwel zonder uitzondering als ‘groen’. “Aan de andere kant verschijnen er regelmatig artikelen in de media met dezelfde strekking als The New York Times, die datacenters grote energieverspillers noemen. Al met al denk ik dat het imago van datacenters nog steeds groen is, maar er wordt –terecht- kritisch naar ons gekeken.”

Verduurzaming
Batenburg ziet in Nederland een duidelijke trend van verduurzaming van datacenters sinds een jaar of 5. “En dit is op een redelijk hoog niveau op dit moment. Niet alleen innovatie in koelsystemen die zorgen voor een lagere overhead, maar ook wat betreft virtualisatie zodat er een hogere bezetting per server gecreëerd kan worden.”

Stimulans om te investeren
Het groene imago van Nederlandse datacenters is goed, maar volgens Niemann kan het veel beter. “Nederland is een innovatief land, vooroploper in techniek en duurzaamheid. Wij zouden dit veel beter kunnen uitdragen, en met name naar het buitenland. Duurzaamheid staat hoog op de agenda, belastingen voor vervuilers zijn hoog en de energieprijzen zijn hier het hoogst van de wereld. Dus voldoende stimulans om te investeren in energiebesparende maatregelen.  De kennis en voorsprong die we daarmee opdoen kunnen we dubbel en dwars terug verdienen door de Nederlandse datacenters als export product te gaan zien.”

Leadership in Energy and Environmental Design
“Wij geloven inderdaad dat het energieverbruik van datacenters omlaag kan en moet,” geeft Eielts aan. “Daarom zijn we voortdurend bezig met het vernieuwen en toepassen van technologieën die onze datacenters efficiënter maken. Dat begint al bij het ontwerp en de bouw van een datacenter. Zo kan je bijvoorbeeld gebruik maken van warmte- en koude-opslag in de grond in plaats van mechanische koeling. Of je kan voorzieningen treffen waarmee in de toekomst de overtollige warmte kan worden gebruikt om naburige gebouwen te verwarmen. Dankzij deze en andere duurzame technologieën helpen we onze klanten om hun CO2-voetafdruk aanzienlijk te beperken.” Eielts geeft aan te streven naar een LEED Gold-certificering. “LEED staat voor Leadership in Energy and Environmental Design en is een wereldwijd erkend certificeringsysteem voor duurzame bouw, waardoor klanten een objectieve maatstaf hebben voor de beoordeling van de duurzaamheid van hun datacenteraanbieder.”

Wat vind jij van de cijfers die uit het onderzoek naar voren komen?

Twijfels over de cijfers
Bik geeft aan dat het ongetwijfeld zo zal zijn dat er meer servers aan staan dan strikt noodzakelijk “Maar ik heb ernstig mijn twijfels over de cijfers. Ik denk dat het minder scheelt dan wordt geschetst. Zeker nu veel zaken gevirtualiseerd draaien en bovendien heeft veel hardware energiebesparingsopties – CPU’s gaan minder stroom verbruiken als ze minder zwaar worden belast bijvoorbeeld. (Bijna) alle datacenters berekenen inmiddels het stroomverbruik door aan hun klanten, zodat deze ook een incentive hebben om zuinig met energie om te springen. Kort samengevat denk ik dus dat het allemaal nogal meevalt.”

Kortzichtig onderzoek
“Het onderzoek is redelijk Amerikaans opgezet, en ook kortzichtig,” vindt Batenburg. “Er zijn veel meer nuances te leggen, en niet elk datacenter is hetzelfde of heeft dezelfde klanten. Een datacenter voor één partij zoals bijvoorbeeld Google of Facebook, is niet te vergelijken met een datacenter die co-locatie aanbied aan een grote verscheidenheid van bedrijven. Ik geloof best dat er voordeel te halen is door te kijken naar server-gebruik, alleen dit is ook weer afhankelijk van de toepassing.”

Incentive ontbreekt compleet
“De cijfers zeggen niet zoveel,” zegt Niemann. “Het is interessant om te weten hoeveel energie en kosten bespaard worden door ICT-infrastructuren onder te brengen bij de datacenters in plaats van dat corporates deze intern houden. Schokkend is dat er in deze tijd nog business-modellen levensvatbaar zijn waarin je als klant niet beloont wordt voor besparingen. Men zou altijd moeten kiezen voor prijsmodellen waarbij werkelijk verbruik gefactureerd wordt en men real-time inzage heeft in verbruik. Zodat men daar actief op kan sturen, door bijvoorbeeld servers uit te schakelen. Nu ontbreekt de incentive compleet.”

Gelimiteerd aan de energiezuinigheid van onze klanten
“Het onderzoek van McKinsey geeft aan dat de conversatie gaat om het efficiënt gebruiken van servers,” vertelt Wiersma. “Bij datacenters gelden maatstaven als Power Usage Effectiveness en Water Usage Effectiveness die breed aangeven wat de efficiency is van een data center. Voor servers zou wellicht meer gedaan kunnen worden met Energy Star. Vergelijk een simpel voorbeeld: je datacenter als energiezuinige ijskast, waar je vervolgens een straalkachel in plaatst. Energiezuinig of niet, een datacenter is uiteindelijk gebouwd om zo efficiënt mogelijk de juiste temperatuur en stroomtoevoer te regelen. We zijn gelimiteerd aan de energiezuinigheid van onze klanten.”

Of servers uitgezet kunnen worden of niet, vindt Wiersma moeilijk te beantwoorden. “Een klant die legacy servers heeft draaien, omdat de Finance-afdeling één keer per kwartaal terug moet grijpen op data, kan wellicht meer doen, dan Facebook of Apple, waar miljoenen klanten in real-time toegang moeten kunnen krijgen tot al hun foto’s of apps.”

Altijd efficiënter
Volgens de Haer zijn het grote getallen die tot de verbeelding spreken. “Het klopt dat datacenters veel energie verbruiken, maar je moet daarbij wel bedenken dat de hele wereld zeer intensief gebruik maakt van internet, en daar zijn nu eenmaal datacenters voor nodig. Het verbruik van de Google datacenters is volgens het artikel 300 Megawatt. Dat lijkt veel, maar als je het vergelijkt de 5.600 Megawatt die Las Vegas op een mooie zomerdag verbruikt, dan valt het ook wel weer mee. Datacenters gaan overigens altijd efficiënter om met energie dan de kleinere serverruimtes zoals die bij veel bedrijven in-house staan.”

Het energieverbruik kan echter zeker omlaag weet de Haer. “En daar wordt door de verschillende partijen ook continue aan gewerkt. Datacenters hebben er alle belang bij om zo energiezuinig te werken. Stroom is één van de belangrijkste kostencomponenten.  Een energiezuinig datacenter kan haar diensten goedkoper aanbieden en is daardoor aantrekkelijker voor klanten. Fabrikanten brengen steeds zuiniger apparatuur op de markt en door virtualisatie wordt de beschikbare servercapaciteit steeds efficiënter benut. Servers zouden best uitgezet kunnen worden in de daluren, maar dat kan een datacenter niet voor haar klanten beslissen.”

Ook de voorzorgsmaatregelen van datacenters worden bekritiseerd en overdreven gevonden. Zou dit anders ingericht kunnen worden?

Verschillend
“Ja en nee,” denkt de Haer. “Voor sommige toepassingen wel; de website van de bakker op de hoek mag er best een uurtje uitliggen bij een stroomstoring. Maar dat ligt anders bij een grote webwinkel. Een uur geen stroom is een uur geen omzet. Daarom zijn alle componenten in de stroomvoorziening (zoals aggregaat en UPS) met 2N+1 redundantie uitgevoerd.”

Nooit genoeg voorzorgsmaatregelen
“Een rare stelling vanuit het datacenter-oogpunt,” zegt Batenburg met een knipoog. “Het is altijd het doel om de machines in een datacenter zo lang mogelijk te laten draaien, wel of geen stroom van de leverancier. Hier kan je nooit genoeg voorzorgmaatregelen in nemen. In Amerika maken ze zich schijnbaar erg druk om de emissies van generatoren die gebruikt worden voor de noodstroom, en dat is hier minder aan de orde. Ik wil degene nog wel eens spreken als hij net z’n bankzaken aan het doen is als het datacenter aan de andere kant van het land uitvalt omdat er een stroomstoring is.”

Energie terug leveren aan het net
“Ja dat kan zeker,” vertelt Niemann. “Binnen de huidige stand van de techniek en de huidige eisen van onze klanten kunnen we niet met minder voorzorgsmaatregelen de up-time garanderen die onze klanten van ons verwachten. Wel zouden we onze voorzorgsmaatregelen efficiënter kunnen benutten zodat derden daar op kunnen besparen, en dus efficiënter en duurzamer kunnen zijn. Denk daarbij aan het terug leveren van energie aan het net.”

Outage is niet acceptabel
Wiersma vindt redundancy is een belangrijk aspect. “Onze hele economie is de laatste 15 jaar steeds meer afhankelijk van real time beschikbaarheid van alle opgeslagen data, gedreven door de groei van het Internet. Een outage is voor onze klanten niet acceptabel, simpelweg omdat het voor hun klanten niet acceptabel is. Ik denk wel dat de wijze van redundancy nu, waarbij naast de gebruikelijke dual feed van liefst twee elektriciteitsnetwerken een noodstroomvoorziening staat met batterij-banken gevoed door dieselgeneratoren, verbeterd kan worden. Wij onderzoeken samen met TNO de flexibilisering van energieverbruik in het Flexiquest-project en redundancy is daar onderdeel van. Er zijn alternatieven voor dieselgeneratoren, zoals met aardgas gevulde brandstofcellen die momenteel in de VS de eerste commerciële toepassingen zien in datacenters. Uiteindelijk bepaalt de business case of een verbetering van het energieverbruik ook een kostenvoordeel voor de klant oplevert, want alleen zo kan een oplossing breed overgenomen worden en een nieuwe standaard zetten.”

Denk je dat de situatie in Nederland vergelijkbaar is met die in de Verenigde Staten?

Vergelijkbaar, maar verschillend in opzet
De Haer denkt het wel. “De verschillen zitten meer in de opzet van het datacenter. Datacenters met maar één gebruiker – zoals die van Google – kunnen vele malen efficiënter werken doordat er gebruik wordt gemaakt van één type server, die geoptimaliseerd is voor een zo laag mogelijk stroomverbruik. Er wordt dan gebruik gemaakt van gelijkspanning in plaats van wisselspanning en ingebouwde accu’s in de servers, waardoor een UPS-straat niet meer nodig is. In ons datacenter, waar verschillende klanten met verschillende typen servers draaien, zal het stroomverbruik nooit zo efficiënt kunnen zijn.”

VS loopt flinke stappen achter
“Nee, de verduurzaming van de datcenters is daar volgens mij echt een paar flinke stappen achter op ons,” laat Batenburg weten. “Ik denk dat dit vooral te maken heeft met de grootte van de datacenters, en het tempo dat er bijgebouwd wordt. Er is dan minder plek voor innovatie, zeker als dit geen financiële voordelen oplevert (energieprijs laag) en de overheid dit niet stimuleert.”

Vergelijkbaar, maar toevoer van energie is anders
“Ik denk het wel,” geeft Boonstra aan. “Hier in Haarlem hebben we innovatie voorop staan om duurzaamheid zo kostenefficiënt mogelijk te maken, maar we zien ook dat zowel in de VS als in Europa datacenters gebouwd worden volgens steeds strengere normen. Zelfs de hele grote datacenters van bedrijven zoals Microsoft en Google staan nu ook hier in Europa, dus van heel klein tot zeer groot vallen er vergelijkingen te maken. Wel anders is de toevoer van energie. In de VS bestaat een veel duidelijkere relatie tussen datacenter en de energiecentrale, en dus is duidelijk te bepalen hoe de stroom opgewekt is. In Europa is ons grid gevirtualiseerd, wat het eindgebruikers bemoeilijkt om te weten waar men voor kiest.“

Beste kWh-prijs van het moment
Als datacenter kan je volgens Niemann in Nederland verschillende keuzes maken met betrekking tot inkoop van stroom. “Zo is het mogelijk om één leverancier te nemen of zelf energie in te kopen middels een handelsplatform. In het laatste geval handel je meer actief met stroominkoop. Zodra de prijs laag is kan je een grote hoeveelheid stroom inkopen. Wanneer blijkt dat te veel stroom is gekocht, kan de surplus weer verkocht worden. Je kan klanten altijd de beste kWh-prijs van dat moment bieden.”

Wat is volgens jou het belangrijkste item waar Nederlandse datacenters zich de komende tijd op moeten focussen?

Water Usage Effectiveness
“Innovatie op het vlak van duurzaamheid zal een belangrijk punt blijven,” denkt Boonstra. “Facebook , Microsoft en wij zijn als een van de eerste datacenters ter wereld al bezig met Water Usage Effectiveness. Verder voorzien wij een steeds sterkere integratie van leveranciers en klanten in de hele ICT supply chain, waarbij steeds nauwer samengewerkt wordt op het gebied van duurzaamheid.”

Nieuwe initiatieven
De voordelen die gehaald kunnen worden door slimmer om te gaan met koeling (bijvoorbeeld adiabatisch), begint volgens Batenburg een behoorlijke vlucht te maken. “Veel initiatieven die 3 jaar geleden nog in de kinderschoenen stonden, zijn nu bewezen. Het retrofitten zal erg lastig zijn, waardoor het vooral in nieuwe datacenters toegepast zal worden. Datacenters die niet de nieuwe technieken kunnen implementeren zullen goed moeten kijken waar de voordelen te halen zijn door het vernieuwen van componenten zoals bijv. toerengeregelde compressoren, zuinigere fan-motoren, betere inregeling en visualisatie van de meet & regeltechniek, etc.”

Balans tussen samenwerking en onafhankelijkheid energiebedrijven
“Er zijn een aantal belangrijke focusgebieden te noemen, waaronder energie,” geeft Niemann aan. “Als het om energie gaat is het onder andere belangrijk om een balans te vinden tussen samenwerking met de energiebedrijven en onafhankelijkheid van energiebedrijven. Samenwerking is van belang om hoge mate van efficiëntie en grote duurzaamheidsvoordelen te kunnen behalen door het delen van de genoemde voorzorgsmaatregelen. Denk daarbij aan het door datacenters terug leveren van energie aan het net in geval van piekvraag of een tekort aan aanbod. Wellicht maak je daarmee de exploitatie van lokale windparken interessanter. Door onafhankelijk te blijven stimuleer je marktconformiteit en verdere duurzame ontwikkelingen en investeringen door energiebedrijven.”

Hybride-cloudomgeving
“Datacenters focussen zich al langer op een zo laag mogelijk energieverbruik,” zegt de Haer. “Datacenters hebben zelf namelijk het grootste belang bij laag energieverbruik, om de simpele reden dat de kostprijs daarmee verlaagd wordt. Hierdoor kan een datacenter haar concurrentiepositie verbeteren. Maar bij toepassingen die een hoge uptime vereisen, zal dit nooit ten koste gaan van bezuinigingen op apparatuur die voor continuïteit zorgen zoals UPS en generatoren.”

Volgens de Haer wordt het echter pas echt interessant wanneer klanten niet langer zelf servers plaatsen in een datacenter, maar alleen rekencapaciteit en storage uit de cloud afnemen. “De beschikbare capaciteit wordt dan optimaal benut. Bovendien zou je dan tijdens de ‘daluren’ ’s nachts tussen 00:00 en 7:00 capaciteit kunnen verkopen aan klanten van landen uit andere landen die op dat tijdstip hun piekuren hebben. Maar dat is toekomstmuziek.”

De Haer vertelt dat een aantal datacenters daarin de eerste stappen al hebben gezet. “Wij bieden bijvoorbeeld naast rackspace ook capaciteit aan uit de cloud, waarmee klanten ook een combinatie kunnen maken tussen hun eigen servers in het datacenter en de cloud. Deze hybride-cloudomgeving wordt veel gebruikt om nieuwe toepassingen te ontwikkelen in de cloud, om ze vervolgens op een productieomgeving op hun eigen servers te zetten.”

Over Redactie ISP Today

ISP Today is het Nederlandstalige platform voor de Internet Service Providers in Nederland. We presenteren nieuws van redactionele kwaliteit met relevantie voor de Nederlandse ISP community. Internet Service Providers en met name de mensen daarachter staan centraal op ISP Today.