L’industrie informatique, à l’instar de toutes les autres industries, est désormais contrainte par des considérations environnementales. Depuis des décennies, la technologie des serveurs n’a eu d’autre contrainte que celle imposée par l’infiniment petit de la matière silicium et des technologies de stockage. Et d’année en année, ces frontières ont été repoussées pour des processeurs de plus en plus puissants ou des disques de capacités plus en plus grandes, petits en taille et toujours plus rapides. Aujourd’hui, l’industrie informatique prend davantage conscience qu’elle œuvre dans un environnement fortement contraignant : coût de l’énergie, espace au sol et capacité de dissipation de la chaleur. Au-delà de ces limites, la conscience environnementale conduit à de nouveaux défis : limiter le gaspillage des ressources, réduire l’empreinte carbone pour la planète et développer une responsabilité sociale de l’entreprise.
On ne peut donc indéfiniment laisser croître la consommation énergétique des centres informatiques. La capacité maximale de l’alimentation du réseau électrique est en effet atteinte dans la plupart des grandes agglomérations et la facture énergétique pèse lourdement, souvent de façon cachée, dans le bilan économique des entreprises et des administrations. D’où l’émergence du ‘Green computing’ ou informatique verte.
Qu’est exactement le ‘Green computing’ ?
Sous ce vocable est désigné l’ensemble des technologies et les services qui améliorent l’efficacité énergétique des serveurs, y compris le refroidissement et l’alimentation électrique, les architectures des salles informatique avec recyclage de l’énergie, la réduction, voire l’élimination des matériaux nocifs et l’utilisation de matériaux biodégradables, les capacités de recyclage des équipements informatiques, ainsi que toutes les solutions et les bonnes pratiques conduisant à la réduction de la facture énergétique et de l’espace.
A l’échelle des serveurs, la technologie des processeurs monocœurs a atteint ses limites. On ne peut guère augmenter la vitesse des processeurs tout en préservant son équilibre thermique. La consommation énergétique croît plus vite que la fréquence du processeur. Si la fréquence d’un processeur est augmentée d’un facteur deux, sa consommation énergétique augmentera d’un facteur quatre, voire plus, a récemment précisé Gordon Haff, analyste américain spécialiste des infrastructures informatiques.
La technologie des processeurs est donc au premier rang de l’efficacité énergétique. Par la technologie multicœur, on cherche à démultiplier la puissance de traitement dans une même enveloppe énergétique. Dans cette perspective, l’émergence des processeurs quadricœurs n’est qu’une illustration des premiers pas de cette tendance. Un autre aspect de la technologie des processeurs est l’adjonction de différents modes de fonctionnement permettant un pilotage plus fin de la consommation électrique : variation de fréquence du processeur, mode voltage bas, etc.
D’autres éléments d’un serveur, telles que les mémoires flash, des alimentations électriques à plus haut rendement (92 % et plus) sont également de nature à économiser plus d’énergie.
Dans le domaine du refroidissement des serveurs, nous assistons à un retour de cycle, que les fabricants de ‘mainframes’ connaissent de longue date : le refroidissement liquide (par l’eau ou un liquide moins nocif pour l’électronique). Le refroidissement liquide, avec l’adjonction de portes refroidissantes aux racks de serveurs ou de circuits de radiateurs miniaturisés sur les parties critiques des serveurs, est réputé pour son efficacité et son impact positif pour l’environnement. Non seulement une eau naturelle froide peu onéreuse, voire gratuite, peut être utilisée, mais l’eau réchauffée peut être recyclée pour de multiples usages.
A l’échelle du ‘Data Center’, la virtualisation et le pilotage global de la consommation énergétique redéfinissent l’architecture et les modalités pratiques d’exploitation. Les fonctions d’administration des infrastructures informatiques retrouvent un nouveau paradigme : maximiser l’utilisation des ressources disponibles, automatiser les processus de déploiement et d’exploitation, diminuer l’enveloppe énergétique tout en garantissant une qualité de service à la hauteur des exigences des utilisateurs. La virtualisation est au premier rang de l’efficacité énergétique par sa capacité de concentration et de mutualisation de la puissance de traitement. Son efficacité dans la réduction d’énergie dépasse les 70 % pour les environnements comportant un grand nombre de petits serveurs. Dans cette perspective, le retour au ‘mainframe’ ou au puissant serveur d’entreprise est en marche, à l’instar des dernières annonces des serveurs haut de gamme Bull Escala® conjuguées aux nouveautés d’AIX®, telles que le clonage de partitions. Notons que les serveurs Bull NovaScale® 7000 et 9000 ont un coût énergétique à la transaction parmi les plus bas du marché, puisqu’ils associent les systèmes transactionnels ‘mainframe’ dont on connaît l’efficacité remarquable à des architectures basées sur des processeurs Intel® standards.
La fonction de ‘power management’ – démarrage/arrêt automatique de serveurs, permet de diminuer ou de réduire la consommation énergétique ; d’autres facilités permettent d’activer le déplacement d’une charge d’un serveur sur un autre ou encore de piloter la chaîne de refroidissement selon la topologie thermique de la salle. Elles opèrent en fonction du profil d’activité des processus de l’entreprise et sont complétées par des dispositifs de haute disponibilité pour assurer au meilleur prix (économique et environnemental) la qualité de services exigée par les utilisateurs.
A l’échelle de la salle informatique, le m² énergisé et sécurisé sera une composante importante du modèle économique des solutions d’infogérance et d’hébergement. C’est d’ailleurs l’un des facteurs favorables à l’externalisation et à l’hébergement des systèmes informatiques : manquant de m² valorisés, les DSIs vont les chercher ailleurs. Les variables d’ajustement concernent évidemment toutes les solutions d’optimisation de l’espace avec plus de KW, telles que l’optimisation des solutions de refroidissement aile froide/aile chaude, l’aménagement d’infrastructure sécurisée de refroidissement au liquide, l’utilisation de ressources alternatives d’énergie, le recours à de l’air ambiant dans certaines conditions, voire l’augmentation de la température ambiante de la salle (gagner quelques degrés de plus est un facteur significatif d’économie d’énergie). Le monde des télécommunications est au fait de ces pratiques depuis longtemps, avec l’utilisation du courant continu en remplacement du courant alternatif, source de beaucoup d’économie d’énergie dans les chaînes d’alimentation électriques.
Les logiciels sont-ils en-dehors de cette problématique ?
De prime abord, on est tenté de répondre oui. Mais ce serait une réponse hâtive. En effet, c’est le logiciel applicatif qui est consommateur de la puissance de calcul. L’optimiser c’est réduire la consommation des ressources systèmes (CPU, mémoire, disque) et par conséquent réduire la consommation énergétique. On parlera alors de logiciels plus efficaces que d’autres pour introduire une différentiation « verte » même dans le logiciel. Lorsqu’il s’agit de mettre en place une politique énergétique dans un ‘Data Center’, le logiciel applicatif la subira-t-il passivement comme une contrainte extérieure ou sera-t-il un agent de son exécution ?
Un autre impact indirect sur le logiciel est la virtualisation. Un logiciel autonome sur un serveur dédié avec un profil de charge mesuré est un bon candidat à une virtualisation optimisée. En revanche, les chaînes applicatives métier, à architecture distribuée mettant en œuvre des interdépendances de ressources pourraient ne pas tirer profit de tous les bénéfices de la virtualisation. Une consolidation de l’architecture de ces applications sera alors nécessaire pour les adapter aux contraintes de la virtualisation ou cette dernière évoluera pour intégrer la topologie de la distribution, à l’instar du rôle des intergiciels.
Le Bio Data Center™
Ainsi, la mise en œuvre du ‘Green computing’ ne se limite pas à un simple arrêt de serveurs le week-end ou à quelques rafraîchissements technologiques. Chacune des avancées technologiques, évoquées précédemment à l’échelle du serveur, du ‘Data Center’ ou de la salle informatique, prises séparément apportent une certaine réduction de l’enveloppe énergétique globale.
Mais la réduction drastique, telle qu’imaginée dans les scénarios les plus optimisés du rapport de l’EPA (Environmental Protection Agency)1, passe par une combinaison de ces technologies conjuguée à l’efficacité des processus métiers de l’entreprise et menée dans une démarche globale de dynamique d’optimisation perpétuelle. Cette démarche qui garantit de vraies économies d’échelle est source de nouvelles exigences. Celles qui consistent à mettre en place une politique énergétique mesurée, maîtrisée et bâtie autour des meilleures technologies, des meilleures pratiques et des instruments de pilotage de l’efficacité.
C’est cette démarche que Bull propose avec le Bio Data Center™.
Il s’agit de mettre la recherche d’efficacité énergétique au centre des choix technologiques, des processus opérationnels et des politiques économiques des centres informatiques. La vision du Bio Data Center, est une démarche vertueuse d’efficacité énergétique proposant quatre pratiques opérationnelles :
- Une stratégie de choix technologiques pour développer des serveurs et des solutions de stockage qui offrent le meilleur ratio performance/watt.
- Une maîtrise de bout en bout des solutions de consolidation et de virtualisation, intégrant les étapes d’analyse, de planification, de déploiement et d’optimisation opérationnelle.
- Une instrumentation de pilotage et d’automatisation des opérations de gestion de la consommation électrique et de la mobilité de la charge système.
- Un audit préalable du profil énergétique.
La première étape consiste évidemment à conduire un audit énergétique qui mesure l’efficacité actuelle de l’infrastructure informatique, identifie les foyers de gaspillage, les zones critiques de rupture de l’équilibre thermique, détermine toutes les opportunités latentes et développe une démarche qui conduise à une efficacité égale aux meilleurs standards de la profession, répondant aux exigences réglementaires et environnementales. Il s’agit de développer un plan d’action pragmatique intégrant des objectifs d’économies d’énergie réalisables et directement visibles dans l’enveloppe budgétaire de la DSI.
1http://www.energystar.gov/index.cfm?c=prod_development.server_efficiency#epa
En savoir plus :
- L'informatique verte. Cap sur l'intelligence énergétique 
- Bio Data Center, concepts et directions
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