Geavanceerde serverchips krijgen veel aandacht vanwege hun potentieel om de prestaties te verbeteren, maar processors van de volgende generatie worden ook warmer dan oudere modellen, en exploitanten van datacenters zullen het moeilijk vinden om te bepalen wat ze moeten doen, aangezien ze slechts beperkte richtlijnen van de chipfabrikanten krijgen.
Tegelijkertijd zal er steeds meer aandacht komen voor de rol die IT-apparatuur kan spelen bij het streven naar energie-efficiëntie. Deze onderling samenhangende trends behoren tot de belangrijkste voorspellingen van het Uptime Institute voor datacenters dit jaar.Edge computing gateway
“Datacenterbeheerders zullen er alles aan doen om nieuwe, warmere serverchips te gaan gebruiken”, zei Jacqueline Davis, onderzoeksanalist bij Uptime, tijdens een webcast over de “Data Center Forecasts 2023’ van het instituut. Tegelijkertijd „zal de aandacht voor energie-efficiëntie worden uitgebreid naar de IT-apparatuur zelf, wat volgens ons al veel te lang op zich heeft laten wachten.
De temperatuur van de server stijgt
De datacenters die vandaag de dag worden gebouwd, moeten over 10 tot 15 jaar nog steeds economisch concurrerend en technologisch toereikend zijn, maar door nieuwe chiptechnologieën stellen exploitanten de traditionele ontwerprichtlijnen voor datacenters ter discussie.
0 seconden 0 seconden 13 minuten 48 seconden Handelsvolume 0%
Dit videobestand kan niet worden afgespeeld. (Foutcode: 232001)
“Bij het ontwerp van datacenters moet rekening worden gehouden met de stroom- en koelingsbehoeften van servers, die in de loop der jaren vrijwel onveranderd zijn gebleven. Ontwerpers kunnen uitgaan van vier tot zes kilowatt per rack,” aldus Daniel Bizo, onderzoeksdirecteur bij Uptime. “Voortdurende IT-updates vereisen geen upgrades van de stroom- of koelingsinfrastructuur.”
Daar komt nu verandering in. De vermogensdichtheid per rack en per serverbehuizing neemt toe. Zo heeft heeft de 4e generatie Xeon Scalable-processor van Intel, met de codenaam Sapphire Rapids, een thermisch ontwerpvermogen (TDP) van maximaal 350 watt, en heeft de 4e generatie Epyc-processor van AMD, met de codenaam Genoa, een TDP van maximaal 360 watt.
“Volgens toekomstige productroadmaps zullen gangbare serverprocessors binnen enkele jaren een TDP van 500 tot 600 watt hebben,” aldus Bizo. “Deze trend zal dus binnenkort de aannames bij het ontwerp van faciliteiten op losse schroeven zetten, aangezien we zien dat gangbare servers de grens van één kilowatt naderen of overschrijden.”.
Speciale GPU-gebaseerde high-performance computing (HPC)-systemen kunnen bij piekvermogen honderden watt per chip verbruiken. Naast een hoog thermisch vermogen gelden er ook lage temperatuurgrenzen voor deze systemen.
“Ze brengen het koelsysteem in feite in een spagaat, omdat ze meer warmte-energie genereren en veel van hen bovendien lagere bedrijfstemperaturen vereisen,” zei Bizo. Het afvoeren van grote hoeveelheden warmte om cryogene temperaturen te bereiken is technisch gezien een uitdaging, zei hij, waardoor exploitanten gedwongen zullen worden om koeling op een andere manier aan te pakken. Sommige exploitanten van datacenters zullen bijvoorbeeld overwegen om directe vloeistofkoeling te ondersteunen.
De ontwerpdilemma’s die niche-HPC-toepassingen met zich meebrengen, kunnen worden gezien als een vroege waarschuwing voor de uitdagingen op het gebied van stroomverbruik en koeling die processors met een hoge TDP zullen met zich meebrengen voor de reguliere markt voor bedrijfsservers. “Dit vraagt nu om wat giswerk,” zei Bizo. “Hoe krachtig is een standaard IT-rack? Hoe krachtig zullen racks met hoge dichtheid worden? Welke koelingsmodellen zullen datacenters tegen het einde van dit decennium moeten ondersteunen?”
Een conservatieve aanpak kan bestaan uit het blijven kiezen voor rackontwerpen met een lage dichtheid, maar dit vergroot het risico dat het datacenter te beperkt wordt of zelfs voortijdig verouderd raakt. Bizo waarschuwt echter dat een meer gedurfde ontwerpbenadering racks met een hoge dichtheid vereist, waardoor het risico op onderbenutte capaciteit en capaciteitsoverschrijdingen toeneemt.
“Exploitanten zullen voor verschillende keuzes komen te staan bij het omgaan met nieuwe generaties IT-technologie. Ze kunnen de luchttemperaturen beperken en efficiëntieverlies accepteren. Of, zoals [de Amerikaanse brancheorganisatie] ASHRAE aanbeveelt in Klasse H1 [thermische normen], kunnen ze de luchttemperaturen voor deze IT-systemen beperken en speciale omgevingen creëren om de impact op de efficiëntie van de faciliteit tot een minimum te beperken. Of ze kunnen de overstap naar directe vloeistofkoeling faciliteren,” aldus Bizo. “Hoewel de fysica van halfgeleiders hier de fundamentele drijvende kracht is, zullen economische factoren met betrekking tot de infrastructuur van invloed zijn op de uitkomsten van het ontwerp en de exploitatie van datacenters. Aangezien er weinig begeleiding is vanuit chipfabrikanten, zal aanpassingsvermogen cruciaal zijn.”.
Energie-efficiëntie verschuift de aandacht naar IT
Uptime voorspelt dat bedrijven en exploitanten van datacenters onder druk zullen blijven staan om de efficiëntie van hun IT te verbeteren.
In het verleden lag de verantwoordelijkheid bij de facilitaire kant. Datacenterbeheerders hebben de zwaarste last gedragen wat betreft duurzaamheids- en efficiëntie-eisen en hebben de afgelopen ongeveer 15 jaar enorme vooruitgang geboekt op het gebied van energie-efficiëntie (PUE), aldus Bizo. (PUE meet de verhouding tussen de energie die door IT-apparatuur wordt verbruikt en de energie die door het gehele datacenter wordt verbruikt. Door middel van initiatieven zoals luchtscheiding, flexibelere temperatuurbepalingen, strakkere regeling van koeling, ventilatoren en stroomverdeling, en het gebruik van hernieuwbare energie, maken faciliteiten beter gebruik van hun middelen. De benutting is efficiënter.).
“Exploitanten van datacenters doen veel op het gebied van duurzaamheid. Tegelijkertijd is IT over het algemeen afwezig geweest in deze discussies,” zei Bizo. “Dit wordt steeds onhoudbaarder. Waarom? Simpelweg omdat de resterende mogelijkheden voor efficiëntieverbeteringen schuilgaan in de energieprestaties van IT.”.
Volgens Uptime neemt de druk op vier belangrijke gebieden toe:
Weerstand van gemeenten tegen nieuwe grootschalige datacenters: Bezorgdheid over de beschikbaarheid van stroom en grond heeft sinds 2019 geleid tot strengere beperkingen op de bouw van nieuwe datacenters, en deze beperkingen zullen waarschijnlijk nog verder worden aangescherpt. In Frankfurt, Duitsland, bijvoorbeeld, is de bouw van nieuwe cloud- en hostingfaciliteiten beperkt tot specifieke gebieden vanwege zorgen over grootschalig grondgebruik en veranderingen in de skyline van de stad.
Beperkte beschikbaarheid van elektriciteit uit het net om de groeiende capaciteit van datacenters te ondersteunen: Uptime noemde twee regio’s – Dublin, Ierland, en Noord-Virginia – waar het elektriciteitsnet onder druk staat en energiebedrijven nieuwe aansluitingen opschorten of beperken vanwege onvoldoende opwekkings- of transmissiecapaciteit.
Toenemende regelgeving op het gebied van duurzaamheid en CO₂-reductie, evenals strengere rapportagevereisten: in de EU bijvoorbeeld krijgen datacenters te maken met nieuwe, gedetailleerdere rapportagevereisten inzake energieverbruik en moeten zij hun energieprestatie-indicatoren openbaar maken. Volgens Uptime worden er momenteel soortgelijke initiatieven genomen in de Verenigde Staten.
Hoge energiekosten: Voordat Rusland Oekraïne binnenviel, vertoonden de energie- en elektriciteitsprijzen een stijgende lijn. De groothandelsprijzen voor elektriciteitstermijncontracten zijn in 2021 op de Europese en Amerikaanse markten sterk gestegen. De trend blijft in de richting van duurdere elektriciteit, wat een klimaat schept dat volatiliteit in de hand werkt.
Het omgaan met hoge energieprijzen, CO₂-rapportage en tekorten aan netcapaciteit is altijd het domein van facilitaire beheerders geweest. Maar volgens Uptime neemt het rendement aan de facilitaire kant af: meer ingrepen leveren steeds minder voordelen op. Daarentegen is de IT-sector volwassen geworden in het verbeteren van de energieprestaties van datacenters, met name op het gebied van serverhardware.
Onvoldoende benutte en inefficiënte serverhardware is een belangrijk gebied waarop IT de energieprestaties kan verbeteren. Zo kan het gebruik van minder servers met betere prestaties bijvoorbeeld leiden tot energiebesparingen. Bizo merkte op dat IT betere keuzes kan maken bij de hardwareconfiguratie en gebruik kan maken van dynamische consolidatie van de werklast. Functies voor energiebeheer, zoals energiebesparingsmodi en mogelijkheden voor vermogensbeperking, kunnen eveneens aanzienlijke verbeteringen in energie-efficiëntie opleveren.
Een betere IT-infrastructuur opbouwen
Geopolitiek, cloud- en datacentrumkosten
Samenvattend: twee voorspellingen uit de prognose van Uptime voor 2023 zullen ervoor zorgen dat de IT-afdeling zich meer op serverhardware gaat richten: het stroomverbruik neemt toe naarmate er serverprocessoren met een hoger vermogen op de markt komen; de verantwoordelijkheid voor energie-efficiëntie ligt nu bij de IT-teams, en niet alleen bij het facilitaire team.
De vijf voorspellingen van Uptime voor datacenters in 2023 zijn:
Geopolitieke ontwikkelingen zullen de bezorgdheid over de toeleveringsketens verder doen toenemen: Uptime noemde de politieke spanningen tussen de door de VS geleide westerse alliantie, China en Rusland als factoren die het risico op verstoringen in de toeleveringsketens vergroten. Het bedrijf voorspelt dat toeleveringsketens voor halfgeleiders en onderzeese kabelsystemen bijzonder kwetsbaar zijn voor mogelijke economische en militaire confrontaties.
Cloudmigraties zullen strenger onder de loep worden genomen: Uptime voorspelt dat in tijden van economische druk en onzekerheid het risico van sterk stijgende migratiekosten en cloudkosten ervoor zal zorgen dat sommige bedrijfskritische migraties worden vertraagd of zelfs helemaal niet doorgaan.
De kosten voor datacenters zullen stijgen: de kosten voor IT en datacenterfaciliteiten vertoonden de afgelopen jaren een dalende trend. Uptime voorspelt dat deze trend nu ten einde is en dat de prijzen zullen stijgen. Problemen in de toeleveringsketen, stijgende energieprijzen en hogere arbeidskosten hebben allemaal bijgedragen aan de stijgende kosten. Dat betekent niet dat hogere prijzen de vraag naar datacenters zullen doen afnemen, maar ze zouden wel kunnen leiden tot nieuwe inspanningen om de efficiëntie te verbeteren.
