Frank Koch Infrastructure Architect Microsoft Schweiz.

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1 Frank Koch Infrastructure Architect Microsoft Schweiz

2 frankoch@microsoft.com Emailanfragen können dauern! http://frankoch.com Links zum Blog etc.

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4 Rechenzentren … setzen Leistungen im MW Bereich um 2005 gingen ca. 1% des weltweiten Stromverbrauchs an Rechenzentren 40% des Energiebedarfs von Banken stehen im Zusammenhang mit den Informatikprozessen 1x Internetsuche nutzt ungefähr so viel Strom wie 1h Licht Zur Erreichung der CO 2 Ziele werden die europäischen Länder handeln (müssen) Noch kann freiwillig reagiert werden!

5 Wissen Sie, wie hoch Ihre Energiekosten sind? Laut Gartner: um 4% – 7% vom IT Budget! Glauben Sie, die Energiekosten werden in Zukunft etwa sinken? Detuschland: +36,6% Teuerung von 2000-06 Kosten könnten sich in 5+ Jahren verdoppeln ?! Gartner: Why Going Green will become essential for data centers 10/2006 Für jeden $/CHF an Hardwarekosten kommt noch einmal ein $/CHF für Kühlung & Strom über die Lebenszeit hinzu Ist der Energiebedarf ein Kaufkriterium? Wenn für Firmenwagen, warum nicht für IT? Average hardware prize vs. energy costs over 3 years

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7 KWh / JahrKosten 100 W Birne, 24h x 365 Tage: 876 KWh100% Nur abends von 18.00 bis 24.00:219 KWh 25% Energiesparlampen (neu, 20W): 44 KWh 5% Kostenreduktion (20 Rappen pro KWh): 131,40 CHF / Jahr / ausgeschaltete Glühbirne

8 Storage 40 TB = 2,5 – 5,2 KWh Data center server & cooling Laptops & PCs 30 – 300 Wh Standalone Server ~400 Wh Printer 6% Network Devices 7% Gartner: Conceptualizing 'Green' IT and Data Center Power and Cooling Issues, 9/2007

9 Source: the green grid, Guidelines for energy-efficient datacenters, http://www.thegreengrid.org 1: Computer room air conditioner 2: Power distribution unit

10 Neue Ideen & Ansätze (HP, IBM, SUN…) Hot-/Cold-aisle Konfigurationen, Zwischenböden… Skalierendes & effizientes Energie-, Licht-, Kühlungsequipment (Abschaltbar im Winter?) Erstellung & Anpassung von Heat-Maps Bei neuen Servermodellen Bei neuen Servertypen (Blades) Für CO 2 Abgaben wichtig: Woher beziehen Sie Ihre Energie? (Lieferantenmix!) http://www.thegreengrid.org

11 Quincy ist eines der grössten Microsoft Rechenzentren Designed für minimalen CO 2 Footprint Wasserenergie als Versorgung* Verwendet grüne Gebäudetechnologien nach dem LEED Standard (Leadership in Energy and Environmental Design) * Wasserenergie gilt im US-Staat Washington nicht als Öko-Energie

12 In Rechenzentren gehen von der Energie oft 48% in Server und 37% in Storage 1 Disk zieht zwischen 15W bis 21W Je schneller desto höher die elektr. Leistung Oft werden für IOPS Anforderungen viele Disks eingesetzt, ohne den Platz zu brauchen SSD kann in diesem Fall günstiger sein 450 x 73 GB HD entspr. 15x 146 GB SSDs in IOPS 413 K$ HD vs 201 SSD K$ für Gehäuse… OHNE STROM Microsoft Research: Ansatz Write-Off Loading Möglichst viele Server-Disks herunterfahren Source: the green data center, chapter 4, Alan Radding

13 10%-30% aller Server tun nichts (Uptime Institute, USA) Microsoft System Center kann helfen, die Anzahl der Server zu reduzieren Operations Manager 2007 bietet Auslastungs- und Nutzungsreports über frei wählbare Zeitspannen Configuration Manager 2007 informiert über installierte Software & deren (Lizenz-) Nutzung Capacity Planner hilft bei der Hardware Dimensionierung für MOM 2005, Exchange 2003 & 2007 und SharePoint

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16 Konsolidierung von gleichen Serverrollen Für File & Print Server bietet Microsoft die kostenlosen Konsolidierungskits an Exchange skaliert (weit) über 500 Mailboxen Evtl. mehrere SQL Instanzen auf einem Server Softgrid für Terminal Server Anwendungen Verwenden Sie passende Hardware Capacity Planer hilft bei der Abschätzung Wann haben Sie einen Server nachgerüstet? Weitere Tools für andere Anwendungen

17 Microsoft bietet ein umfangreiches Virtualisierungsangebot für jeden Bedarf Virtual Server 2005 R2 für Windows Server 2003 HyperV mit Windows Server 2008 Präsentationsvirtualisierung mit Terminal Server Anwendungsvirtualisierung (früher: Softgrid) SC Virtual Machine Manager für den Betrieb Virtualisierungstool (P2V) Serverfarm Management (Skriptbar mit PowerShell) V2 mit XEN und VMWare Support

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20 Mittelklasseserver (2u):420 W* Blade Server (exkl. Frame):275 W* Hocheffizienter Towerserver:163 W* *: Vendor information, average of comparable models Stanford University: Estimating total power consumption of servers in the US and the world, 02/2007 Und wie viele Server betreiben Sie? 2M Server verkauft in Q2 2007 (IDC) 4M Server in kommerziellen US Rechenzentren KMU Kunden: +30 Server im Durchschnitt Remember: all data center server energy must be at least doubled (cooling etc.)

21 Rund 160W gehen pro Server verloren, basierend auf einem typischen Dual Prozessor 450W 2U Server, das sind 35%! The Green Grid Opportunity: Decreasing datacenter and other IT energy usage patterns www.thegreengrid.org Ein typisches preisgünstiges Servernetzteil hat einen Wirkungsgrad von 75-85%:400W ~ 60-100W Verlust Ein Highend Netzteil, welches im Optimum betrieben wird, kommt auf 95% Effizienz: 400W ~ 20W Verlust Netzteile müssen auf die Serverleistung angepasst sein Average power supply; vendor information

22 Processor Power Management hat heutzutage den größten Einfluss Source: Intel Server Products Power Budget Analysis Tool http://www.intel.com/support/motherboards/server/sb/cs-016976.htm CPU 46%

23 Intelligente Prozessoren (Intel begann 2000) Auch in Servern finden sich heute solche Prozessoren Bieten gute Einsparmöglichkeiten bei vernachlässigbaren Performance-Einbussen Performance State bestimmt durch Prozessorlast Gesteuert vom Betriebssystem Voll unterstützt beim Windows Server Windows Server 2003 (SP1+) Windows Server 2008 mit neuen Funktionen

24 Beispiel: Processor State Power Policy Frequenz- & Spannungsreduzierung Maximum Processor State Minimum Processor State http://www.amd.com

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26 Min Processor State Max Processor State Prozessorauslastung

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29 29 4-Socket 2-RU Enterprise Class Data Center Compute Engine Maximum Flexibility Maximum Efficiency Maximum Performance Compute 4x Intel Dual-Core & Quad-Core Xeon processor 32x FBDIMM DIMM slots (128GB max) I/O 6x PCIe slots (two x8 and four x4) 8x SFF SAS 2.5 disk drives (via PCIe) or 6x SFF SATA 2.5 disk drives 4x Gigabit Ethernet ports DVD-RW Availability Hot-swap disks Hardware RAID 0,1,5,6,+ (via PCIe) Hot-swap redundant PSUs, 1+1 Hot-swap redundant fans Management Embedded LOM Service Processor Solaris, Windows, Linux or VMware Sun Fire X4450 The New Standard of Versatility

30 Beispiel: ProLiant DL380 G4 mit Datenbankanwendung 12% Power Savings bei 50% CPU Last Cooling power savings = 447 KWh CPU Power Savings = 298 KWh ~745 KWh jährliche Einsparungen / Server HP whitepaper: Power regulator for ProLiant servers, 3 rd edition 02/2007 www.hp.com

31 Microsoft Testreihen

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33 Xeon ® 5X00 SKUs Alle Prozessoren 64-bit / Dual-core / 4M L2 cache / Intel ® VT Xeon ® 5100 series SKUs Intel ® Xeon Processor 5160 - 3.00 GHz / 1333MHz FSB / 80W Intel ® Xeon Processor 5150 - 2.66 GHz / 1333MHz FSB / 65W Intel ® Xeon Processor 5148 - 2.33 GHz / 1333MHz FSB / 40W Intel ® Xeon Processor 5140 - 2.33 GHz / 1333MHz FSB / 65W Intel ® Xeon Processor 5130 - 2.00 GHz / 1333MHz FSB / 65W Intel ® Xeon Processor 5120 - 1.83 GHz / 1066MHz FSB / 65W Intel ® Xeon Processor 5110 - 1.60 GHz / 1066MHz FSB / 65W Xeon ® 5000 series SKUs Intel ® Xeon Processor 5080 - 3.73 GHz / 1066MHz FSB / 130W Intel ® Xeon Processor 5060 - 3.20 GHz / 1066MHz FSB / 130W Intel ® Xeon Processor 5050 - 3.00 GHz / 667MHz FSB / 95W http://www.intel.com

34 SC Configuration Manager überprüft Serverhardware nach Prozessor & Bios Typen Für vielen Markenserver können Bios Updates der Hersteller bei Bedarf verteilt werden PPM Einstellungen können an Windows 2003 Systeme verteilt werden (Power- Fenster) Einstellungen der Systeme können auf Corporate Compliance überprüft werden (Desired Configuration Monitoring – DCM)

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36 Effiziente Hardware ist der Schlüssel Nutzen Sie die PPM Möglichkeiten von Windows Server 2003 und 2008 Eine kleine Hochrechnung: 2 M Server verkauft in Q2-07. Annahme: 50% laufen unter Windows. Wenn jeder Admin PPM nutzen würde, wären dies bei durchschnittlich 12% Einsparpotential 420 GWh pro Jahr! Dies beinhaltet nicht zusätzliche Einsparungen für Kühlung etc. Annahme: 1Mio Server, durchschnittlich 400W Verbrauch, 24h x 365 Tage, 12% Einsparungen

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38 Vendor information, average about several models Sleep Mode ist besser als Anlassen!

39 Wie bei Servern können Sie PPM nutzen Sparen Sie zusätzlich bei der Festplatte, USB, WLAN, PCI-E und dem Display Der Sleep Mode kann schneller reaktiviert werden als der Hibernate Modus (durchschnittlich 2+sec gegenüber 10+sec) Warum nicht so den Bildschirmschoner ersetzen? Zentrale Kontrolle über Gruppenrichtlinien Default Einstellungen sind bereits gut Kein PC läuft nachts mehr ungewollt durch http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/Optimize_Power.mspx

40 Idle (W) Sleep(W)Saving (W) Mean of PC Pentium IV 67,3 3,364,0 Mean of 17 CRT monitors 61,2 1,859,4 Mean of 17 LCD monitors 35,3 2,333,0 Stunden pro Jahr: 24h x 365 = 8,760 h Betriebsstunden / Jahr: 10h x 5 x 52 Wochen = 2,600 h Ungenutzte Stunden: 8,760 h – 2,600 h = 6,160 h Potentielle Energieeinsparungen Idle vs. sleep: Energie in KWh Verbrauch / Jahr (idle) Verbrauch / Jahr (sleep) Savings pro Jahr (sleep vs idle) P4 mit CRT 791,56 31,42760,14 P4 mit LCD 632,02 34,5597,52 Mit 0,2 CHF / KWh können Sie schnell 152 CHF oder 119,5 CHF / PC / Jahr sparen Für 500 PCs: 76,000 CHF / 59,750 CHF Für 1,000 PCs:152,000 CHF / 119,500 CHF Savings mit Monitor / LCD

41 Windows Mobile Devices sind ideal für Emails, Meetings, Aufgaben, Kontakte Arbeiten Sie gewohnt mit Office Mobile (Word, Excel, PowerPoint, OneNote) Auch Anwendungen wie CRM / SQL existieren Komplett gesichert & gemanged mit System Center SC Mobile Device Manager mit Gruppenrichtlinien Sie brauchen nur einen Bruchteil der PC Energie DeviceEmailNotesMessagingIdle Laptop15,2 W14,2 W 14 W PDA1,4 W1,3 W 1,2 W Energy Consumption in Mobile Devices: Why Future Systems Need Requirements-Aware Energy Scale-Down; HP Labs, Palo Alto, CA, USA

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43 Durch Software Einstellungen in Windows Sparen Sie ~12% pro Server (~420 KWh / Jahr) 2 M Server verkauft im Q2 2007 Sparen Sie ~600 KWh pro PC (sleep vs. idle) 40 M Windows Vista verkauft im H1 2007

44 Server und PCs sparen rund 312,000 KWh pro Jahr, was ca. 62,500 CHF entspricht. (0,2 CHF pro KWh) Für 312,600 KWh vergeudete Energie braucht man 350,000 m 2 Mischwald zum CO 2 Abbau (0,2-/ 0,4t CO 2 pro 1,000KWh; ~3t CO 2 pro 10,000m 2 Wald pro Jahr (Gas / Kohle Mix in Europa), Energieversorger & WWF Information) Diese CO 2 Menge entspricht dem Ausstoß von 53 zusätzlichen Autos (12,000 KM / Jahr bei EU Vorgabe von 130g CO 2 ; pro km)

45 WinHEC 2007 Presentation Windows Server Power Management http://download.microsoft.com/download/a/f/d/afdfd50d-6eb9-425e-84e1-b4085a80e34e/SVR-T327_WH07.pptx White Papers Processor Power Management in Windows Vista and Windows Server 2008 http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/ProcPowerMgmt.mspx How to Enable Processor Power Management in Windows Server 2003 http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/w2k3_ProcPower.mspx Windows Vista Energy Conservation http://www.microsoft.com/whdc/system/pnppwr/powermgmt/VistaEnergyConserv.mspx What Microsoft is doing http://www.microsoft.com/presspass/download/features/2007/SustainabilityFactSheet.doc The Green Grid organization http://www.thegreengrid.org Estimate your power savings http://pmdb.cadmusdev.com/powermanagement/quickCalc.html

46 http://specials.de.msn.com/green/

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