Guide des bonnes pratiques du Code de Conduite européen sur les Datacentres

Traduction française par le comité technique datacenter GRICAD/UGA du guide de bonnes pratiques pour le code de conduite de l’UE sur l’efficacité énergétique des datacenters 2019

2019 Best Practice Guidelines for the EU Code of Conduct on Data Centre Energy Efficiency

Introduction

Ce document est le guide d’introduction pour les candidats.

Les participants devront mettre en œuvre au minimum les bonnes pratiques présentées ci-dessous.

Le document « Guide des bonnes pratiques pour le Code de Conduite européen sur les Datacentres » propose en plus de nombreuses bonnes pratiques optionnelles qui méritent une attention toute particulière.

Planification, gestion et utilisation du Datacentre

Implication des parties prenantes

Constituer un groupe impliquant les représentants de toutes les disciplines (logiciel, matériel IT, froid et climatisation, électricité).

Obtenir l’approbation de ce groupe pour toutes les décisions importantes et s’assurer que les impacts de la décision ont bien été compris par toutes les parties prenantes.

Politique générale

Effectuer un audit de tous les équipements existants afin d’optimiser les capacités existantes non exploitées en veillant à ce que toutes les opportunités d’optimisation (consolidation, agrégation, etc.) soient identifiées avant l’investissement de nouveaux équipements.

Niveau de redondance et approvisionnement

Installer un niveau de redondance adapté aux besoins de l’entreprise : Le niveau de redondance installé doit être justifié par les exigences opérationnelles et correspondre aux analyses d’impact préalablement menées. Les infrastructures de Type 2N sont souvent inappropriées. La redondance pour une partie des services critiques peut être obtenue via les sites de reprise/continuité d’activité.

Étudier la possibilité d’instaurer plusieurs niveaux de redondance : Il est possible de fournir plusieurs niveaux de redondance de l’approvisionnement électrique et du refroidissement au sein d’un même Datacentre. De nombreux fournisseurs le proposent déjà en offrant la possibilité d’alimenter de l’équipement IT non critique sur de l’approvisionnement électrique « gris » (sans UPS, ni générateur de secours).

Dimensionner les équipements de refroidissement et l’approvisionnement électrique du Datacentre pour au maximum 18 mois de capacité : Le sur-dimensionnement de l’approvisionnement électrique et du refroidissement dans un Datacentre conduit à des pertes d’énergie importantes. Ainsi, planifier le développement d’un Datacentre de manière modulaire permet de gagner en efficience. Cela permet par exemple de faire correspondre les technologies de refroidissement et d’approvisionnement électrique avec les nouvelles générations d’équipements IT.

Concevoir le Datacentre pour maximiser son efficience en charge partielle : Les différentes zones du Datacentre devraient être optimisées pour une charge électrique variable et un taux de remplissage partiel (approvisionnement électrique modulaire, unité de production de froid et ventilation à vitesse variable).

Équipement IT et services

Sélection et déploiement de nouveaux équipements informatiques

Choix du matériel IT : critère de la consommation électrique : L’efficience énergétique de l’équipement IT doit être un critère de sélection prioritaire dans le processus d’appel d’offres. Cela peut se faire à travers les protocoles standard d’Energy Star ou de SPEC ou via un protocole spécifique (qui peut inclure le niveau de performance et la fiabilité des composants) correspondant mieux à l’usage prévu du matériel. En plus de la consommation électrique de l’équipement en pleine charge et à la charge moyenne prévisionnelle, il faudra aussi prendre en considération la courbe de performances délivrée par Watt en fonction de la charge de travail.

Choix du matériel IT : Critère (basique) de la plage de températures et taux d’humidité tolérés durant le fonctionnement : Les températures et les taux d’humidité supportés par les nouveaux équipements doivent être des critères de sélection prioritaires dans le processus d’appel d’offres. Selon la norme ASHRAE, les températures actuellement tolérées à la prise d’air des serveurs sont comprises entre 18 et 27°C avec une température de condensation comprise en 5,5°C et 15°C et un taux d’humidité de 60%. Le standard approprié est pour l’instant celui de l’ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) pour les Datacentres de classe 1 décrit dans le document « ashrae_2011_thermal_guidelines_data_center« , voir aussi « 2011 Thermal Guidelines for Liquid Cooled Data Processing Environments »

Activer les fonctionnalités de gestion d’énergie : Le processus de déploiement du matériel doit être modifié de manière formelle afin d’inclure l’activation des fonctionnalités de gestion d’énergie. Cela comprend la configuration au niveau du BIOS, du système d’exploitation et des pilotes.

Dimensionner l’alimentation électrique en fonction de la configuration réellement installée : L’approvisionnement électrique des équipements doit être dimensionnée en fonction de la configuration effectivement installée, et non en fonction de la configuration théorique. Notez que si le matériel est mis à jour en interne (ajout ou changement de composants), des modifications seront peut-être nécessaires au niveau de l’approvisionnement électrique.

Déploiement de nouveaux services

Déployer les technologies de virtualisation : Des procédures doivent être mises en place pour exiger l’approbation de la hiérarchie pour tout nouveau service qui ne peut fonctionner sur une plate-forme mutualisée et qui nécessite donc du matériel dédié. Cela s’applique à tous les aspects matériels du service : serveurs, matériel de stockage, équipement réseau.

Réduire la redondance du matériel IT : Pour chaque service déployé, déterminer son impact en cas d’incident sur l’activité de l’entreprise et déployer uniquement le niveau de redondance matérielle réellement justifié.

Réduire le nombre d’équipements de secours (hot spare, standby) : Pour chaque service IT, déterminer son impact en cas d’incident et déployer uniquement les équipements de secours prévus dans le plan de continuité d’activité et le plan de reprise d’activité.

Sélectionner des logiciels efficients : La performance énergétique du logiciel doit être un critère de sélection prioritaire. Les méthodes et outils permettant d’évaluer ce critère sont encore en développement mais il est possible d’établir des approximations en estimant par exemple le matériel nécessaire pour atteindre les objectifs de performances et disponibilité pour chaque logiciel. Voir « Examiner la possibilité de définir l’efficience énergétique des logiciels ».

Développer des logiciels efficients : La consommation énergétique du logiciel en cours de développement doit être un facteur clé de succès du projet. Les méthodes et outils de prévision et de mesures permettant d’évaluer la consommation énergétique d’un logiciel sont encore en cours de développement, il est tout de même possible d’établir des approximations en évaluant par exemple le matériel nécessaire pour atteindre les objectifs de performances et disponibilité. L’optimisation des performances du logiciel ne devrait pas être considérée comme ayant un faible impact pour réduire le budget du projet. Voir « Examiner la possibilité de définir l’efficience énergétique des logiciels ».

Gestion des équipements et services existants

Déclassement des services inutilisés : Mettre hors service, éteindre et si possible enlever le matériel qui hébergent des services inutilisés/inutiles.

Mettre en place une politique de gestion des données : Concevoir une politique de gestion des données pour définir quelles données doivent être conservées, pendant combien de temps et à quel niveau de protection. Communiquer la stratégie aux utilisateurs et l’appliquer. Des précautions particulières doivent être prises afin de faire comprendre l’impact de la conservation de données.

Refroidissement

Gestion des flux d’air et conception

Conception – Confiner l’air chaud ou l’air froid : Il existe un certain nombre de concepts de base dont le but est de confiner et de séparer l’air froid du retour d’air chauffé par les équipements IT :

• Confinement de l’air chaud
• Confinement de l’air froid
• Confinement de l’air froid dans un rack, retour de l’air chauffé dans la salle
• Diffusion de l’air froid dans la salle, confinement/évacuation de l’air chaud dans le rack

Cette action est à effectuer pour les Datacentres refroidis à l’air ayant une densité d’équipements installés supérieure ou égale à 1kW/m².

Gestion des flux d’air au niveau du Rack – Ajouter des panneaux dans les emplacements libres : Colmater tous les emplacements vide du rack par des plaques d’obturation afin de réduire le passage direct de l’air froid vers l’allée chaude. Cela permet aussi d’éviter l’air chauffé par un dispositif de repasser par le circuit de refroidissement d’un autre équipement, ce qui réduit significativement l’efficience du système.

Gestion des flux d’air au niveau du Rack – Colmater les autres ouvertures : Boucher les ouvertures au pied et autour du rack à l’aide de plaques d’obturation ou d’ouvertures brosses pour laisser passer la câblerie tout en empêchant le passage de l’air.
Gérer les flux d’air sous le faux plancher : boucher toutes les ouvertures indésirables du faux plancher, revoir si nécessaire le placement et l’ouverture des panneaux de ventilation. Si nécessaire placer des racks vides entièrement bouchés (à l’aide de panneaux) afin de ne pas laisser l’allée incomplète : toute ouverture entre deux allées dégrade la séparation de l’air chaud et de l’air froid.

Conception – Mettre en place les allées chaudes et allées froides : la densité et les volumes d’air déplacés pour le refroidissement augmentent, il est donc nécessaire que le flux d’air destiné à refroidir les équipements partagent la même direction dans un même rack dans la même allée. Le concept allées chaudes, allées froides aligne les flux d’air des équipements de manière à créer des allées dont l’air provient uniquement des équipements (allée chaude) et des allées dont l’air provient uniquement de la climatisation (allée froide).

Installer des portes de racks perforées : Les portes pleines font souvent obstacle à l’écoulement d’air et provoquent parfois des turbulences qui peuvent augmenter la température au niveau de l’admission d’air des équipements. Elles peuvent être remplacées (aux endroits où les portes sont nécessaires) par des portes partiellement perforées pour assurer flux d’air adéquat.

Gestion du refroidissement

Passer en revue le refroidissement avant tout changement au niveau de l’équipement IT : La disponibilité du refroidissement, notamment le placement et l’ouverture des panneaux de ventilation doivent être revus avant chaque changement d’équipement informatique afin d’optimiser les ressources de refroidissement.

Contrôler régulièrement la stratégie de refroidissement en fonction des installations de refroidissement et des équipements IT installés.

Réglages de la température et du taux d’humidité

Contrôler et si possible augmenter la température de l’air propulsé au niveau des équipements IT : Les Datacentres doivent être conçus pour être le plus efficient aux températures de fonctionnement actuellement recommandées par l’ASHRAE (entre 18 et 27°C) pour les Datacentres de classe 1 et décrites dans le document « 2011 ASHRAE Environnemental Guidelines for Datacom Equipment ». L’exploitation du Datacentres dans cette plage de température permet d’éviter le gaspillage d’énergie dû au sur-refroidissement. Cette plage de température s’applique aux centres de données existants avec les équipements existants. Notez que d’autres bonnes pratiques concernant le refroidissement (allée chaude / allée froide, plaques d’obturation, étanchéisation des fuites d’air) doivent être mises en œuvre dans le même temps afin d’obtenir le meilleur résultat.

Contrôler et augmenter la plage de taux d’humidité en fonctionnement : Contrôler et si possible élargir la plage de température et de taux d’humidité paramétrés dans le système de refroidissement du Datacentre selon les recommandations de l’ASHRAE décrites dans le document « 2011 ASHRAE Environmental Guidelines for Datacom Equipment ».

Contrôler les températures de l’air (ou de l’eau) configurées : Une fois les problématiques du refroidissement traitées (gestion des flux d’air, allées chaudes, froides, etc..), il est possible d’envisager l’augmentation globale de la température dans des limites acceptables. Notez que si la consommation électrique du système de refroidissement baisse, certains équipements IT peuvent voir leur consommation électrique augmenter.

Unité de production de froid à haut rendement

Sélectionner des compresseurs avec un coefficient de performance élevé : Le rendement (coefficient de performance) du système de refroidissement doit être un critère de sélection prioritaire.

Températures de fonctionnement du système de refroidissement : Évaluer la possibilité de diminuer la température de condensation ou d’augmenter la température d’évaporation, la réduction de la différence entre ces températures allège le travail du système de refroidissement permettant ainsi d’améliorer l’efficience. Ces températures sont tributaires de la configuration de la température de l’air intérieur (voir les paramètres de température et d’humidité).

Optimiser le système de refroidissement pour un taux de charge partiel : Optimiser les installations pour le niveau de charge partielle le plus courant plutôt que pour la charge maximale. Par exemple, démarrer les unités de refroidissement en salle serveur de manière séquentielle, faire fonctionner les tours de refroidissement à charge partielle pour augmenter la surface d’échange de chaleur.

Unité de transport du froid en salle serveurs

Installer des ventilateurs à vitesse variable : Beaucoup de vieilles unités de refroidissement en salle serveurs ne peuvent fonctionner qu’à un régime fixe. Cela se traduit par une consommation électrique élevée et empêche de régler convenablement la température des locaux. Les ventilateurs à vitesse variable sont particulièrement efficaces lorsqu’il existe un niveau élevé de redondance dans le système de refroidissement, une faible occupation du Datacentre ou une charge très variable des équipements IT. Ces ventilateurs peuvent être contrôlés en fonction de la température de l’air au retour ou à l’arrivée.

Alimentation électrique du Datacentre

Sélection et déploiement de matériel d’approvisionnement électrique

Déployer des UPS modulaires : Il est maintenant possible d’acheter des systèmes UPS modulaires, donc évolutifs en fonction des besoins. L’installation physique (transformateurs, câbles) est dimensionnée pour la charge maximale du Datacentre, mais les sources de pertes d’énergies (ex : les batteries) sont installées par modules, en fonction des besoins. Cette architecture réduit sensiblement les coûts d’immobilisation et de frais généraux fixes de ces systèmes. Dans les environnements de faible puissance les modules peuvent se brancher dans un support conçu à cet effet tandis que dans les installations plus importantes, les modules peuvent être des unités UPS entières.

Sélectionner des UPS à haut rendement : Quelle que soit la technologie retenue (batterie, volant d’inertie…), le rendement de l’UPS doit être un critère de sélection prioritaire.

Exploiter les fonctionnalités d’économie d’énergie des UPS : Les UPS ne devraient être déployés que dans leurs modes de fonctionnement les plus efficients comme par exemple le mode Interactif en ligne. Les technologies à volant d’inertie ou à courant continu haute tension permettent généralement d’atteindre de meilleurs rendements supprimant des étapes de conversion du courant.

Autres équipements du Datacentre

Bureaux et espaces de stockage

Éteindre l’éclairage : L’éclairage doit être éteint, préférablement de manière automatique, à chaque fois que tout ou partie des locaux sont inoccupés.

Installer un éclairage économe en énergie : Le Datacentre doit être équipé d’un éclairage économe en énergie.

Surveillance / Monitoring et Reporting

Mesurer la consommation d’énergie totale du Datacentre : Installer l’équipement nécessaire pour mesurer la consommation totale du Datacentre. Le périmètre de la mesure doit comprendre les équipements de traitement et de conversion électrique et le système de refroidissement. Notez que ces informations sont requises pour la déclaration du Code de Conduite Datacentre.

Mesurer la consommation d’énergie totale de l’équipement IT : Installer l’équipement nécessaire pour mesurer la consommation totale de l’équipement informatique, en incluant les unités de distribution d’énergie (PDU). La consommation de l’équipement informatique doit aussi inclure les éventuels équipements alimentés par d’autres sources (par exemple non protégés par UPS). Notez que cela est requis pour les rapports à fournir au Code de Conduite Datacentre.
Prises de mesure manuelles périodiques : le reporting de premier niveau de la température et du taux d’humidité peut être réalisé par des lectures manuelles des appareils de mesure (Wattmètre, thermomètre, hygromètre). Les lectures devront se faire de manière régulière, idéalement lorsque le Datacentre est en pleine charge. Notez que le rapport « énergie » est requis par le Code de Conduite Datacentre.

Fournir un rapport périodique sur la consommation d’énergie et les paramètres environnementaux : Le rapport périodique basique (premier niveau) inclu la consommation électrique, les paramètres environnementaux (température, taux d’humidité) et un calcul du DCiE moyen sur la période des mesures. Notez que ce rapport est exigé par le Code de Conduite Datacentre.