moderne datacenters vereisen intelligent ontwerp

Drie visies op datacenters tijdens Huawei-conferentie

Moderne datacenters vereisen intelligent design

onlangs vond in münchen het ‘huawei energy symposium 2015’ plaats. marco wenzkowski, als consultant mission critical facilities werkzaam bij royal haskoningdhv, gaf op dit symposium een presentatie over ‘datacenter facility evoluties, trends en requirements’.

De presentatie gaf een breed beeld van de datacentermarkt in Europa, hoofdzakelijk gericht op de facilitaire kant van datacenters. Daarbij moeten we ons wel bedenken dat de facilitaire eisen en inrichting van een datacenter de laatste jaren hoofdzakelijk bepaald worden door de voorwaarden die door de IT-apparatuur worden geschept. Daarnaast spelen andere factoren zoals wetgeving en klant Service Level Agreements (SLA’s) een belangrijke rol.

oorsprong Als we naar de geschiedenis van datacenters kijken, zien we dat er twee oorsprongen zijn. Allereerst zien we hoe grotere bedrijven met een eigen ‘Main Equipment Room’ (MER) hogere eisen gingen stellen dan zij daarvoor deden. Een tweede ontwikkeling speelt eind jaren ‘90 toen de commerciële datacenters ontstonden. Deze datacenters sprongen handig in op de vraag vanuit de markt om niet meer zelf de IT-apparatuur in huis te hebben, maar om deze extern onder te brengen. Met andere woorden: te outsourcen. Belangrijke kenmerken van datacenters die eind jaren ’90 zijn ontwikkeld: • Een hoge EUE van 1.7 tot 2.2. Efficiëntie van datacenters was is die tijd geen echt belangrijk onderwerp; • Niet modulair. De oudere datacenters waren niet modulair opgebouwd en bestonden hoofdzakelijk uit traditionele componenten zoals traditionele koelmachines,

CRAC units op de datavloer, traditionele

UPS systemen en dergelijke; • Beschikbaarheid van de IT-omgeving was minder aan de orde. Dit zien we terug in lagere beschikbaarheidsanalyses en TIER classificaties, hoofdzakelijk Tier II. Redundantie op component niveau, maar niet op distributieniveau;

1. De belangrijkste vestigingsplaatsen van datacenters die zich op colocatie-diensten richten. Source: European Data Centres MarketView. Q3 2014. CBRE

2. Wat vinden datacenters op dit moment belangrijk? Source: Pd7Research

• Lage temperaturen. De gekoelde lucht op een datazaal kende een lage temperatuur van rond de 18°C. Die waarde werd veelal door de IT-leveranciers voorgeschreven. Al deze ontwikkelingen hebben de laatste jaren een mooie evolutie doorgemaakt.

anno 2015 Moderne datacenters zijn ontwikkeld met een geheel andere visie dan 15 jaar geleden. We kunnen dan ook spreken dat zich een evolutie heeft afgespeeld. In 1999 waren maar twee datacenters in Europa gecertificeerd door het Uptime Institute. Vandaag de dag zijn dat er maar liefst 71, waarbij Spanje er met kop en schouders bovenuit steekt met 15 gecertificeerde datacenters. Nederland heeft er welgeteld 2. Ondanks dat Nederland door de grotere multinationals gezien wordt als ‘de IT-toegangspoort tot Europa’, vindt Nederland het blijkbaar niet zo belangrijk om gecertificeerd te zijn.

te enthousiast Als we gaan kijken naar de datacentermarkt in Europa, dan zien we dat Londen met kop en schouders boven de rest van Europa uitsteekt. In Londen wordt circa 350 MW aan elektrische energie puur en alleen door datacenters afgenomen. De Duitse stad Frankfurt is tweede en Amsterdam is goede derde met bijna 155 MW. Bij alle grote datacenter-steden valt op dat het resterende beschikbare vermogen nog maar 15 tot 20% bedraagt van het actuele vermogen. De vraag is dan uiteraard ook welke uitdagingen wij hier in de toekomst kunnen verwachten. Naast totale vermogens spelen een aantal andere factoren een belangrijke rol in de trends. Eén daarvan is het gemiddelde IT-vermogen per vierkante meter (kW/m2). Begin 2000 ofwel in de opkomstperiode van de datacenters, zagen we een sterke groei in het gemiddelde IT-vermogen per vierkante meter. In 2000 was het gemiddelde vermogen circa 0,25 kW/m2 . Rond 2007 was dit gegroeid naar circa 1 kW/ m2. Het opvallende is dat dit getal sindsdien maar licht gestegen is. Vandaag de dag zitten we gemiddeld tussen de 1 kW/m2 en 1,3 kW/ m2. We kunnen daarom stellen dat de forse stijgingen tussen 2000 en 2007 met 300 tot 400% is afgenomen tot een groei tussen 2007 en 2014 met ‘maar’ circa 50%. Dit staat overigens haaks op de voorspellingen die rond 2007 werden gedaan, waarin gesteld werd dat het gemiddelde IT-vermogen per vierkante meter significant zou doorstijgen. Toen werden getallen van gemiddeld 3 tot 5 kW/m2 genoemd. Deze getallen bleken te enthousiast te zijn.

belangrijkste parameters

Als we figuur 2 bekijken dan zien we dat men energie-efficiency de belangrijkste parameter vindt. Er is een sterke behoefte aan een hogere energie-efficiency. Dat is duidelijk. Het totale benodigde IT-vermogen per vierkante meter moet ook groeien. Dat is ook logisch, want de meeste datacenters stammen nog uit de beginjaren ’90, waarin ontwikkeld werd op 0,25 kW/m2. Opvallend in deze tabel is de beschikbaarheid (uptime) van een datacenter. Uit deze tabel blijkt dat de beschikbaarheid (de uptime van IT-apparatuur) op dit moment geen belangrijk onderwerp in de datacenters is. Mijn verklaring hiervoor is dat de meeste datacenters de laatste jaren hard gewerkt hebben aan dit thema, waardoor het op dit moment geen echt issue meer is.

drie visies op de toekomst Voor de toekomst zien we een aantal trends. De meeste trends zullen u niet verrassen, maar een aantal wellicht wel. We zien de komende 5 jaar een te verwachten afname van een eigen ‘in huis’ datacenter. Daarnaast zien we een zeer sterke toename van hosting- en clouddiensten en het uitbesteden van IT-diensten met een toename van circa 50% in de komende 5 jaar. Begin jaren 2000 waren de datacenters letterlijk koud van binnen. De gekoelde lucht werd met 16 tot 18°C ingeblazen. Dit gebeurde met name omdat sommige IT-componenten deze eis stelden. Vandaag de dag is dat gelukkig anders. We zien dat de IT-apparatuur op hogere temperaturen worden uitgelegd. Dat is mooi, want we kunnen daarmee de temperatuur van de gekoelde lucht in het datacenter verhogen, waardoor aan de ene kant de energie-efficiency verhoogd wordt en aan de andere kant de

4. Klopt de stelling dat een verhoging van de zogeheten ‘indoor envelop’ tot een lagere PUE leidt?

5: Het vergroten van de indoor envelop dient altijd afgestemd te zijn op de specificaties van de IT-apparatuur.

methodiek van koelen kan worden verruimd. De mogelijkheden voor vrije koeling worden immers beduidend groter. De zogeheten ‘indoor envelop’ wordt verruimd (figuur 3). Een verhoging van deze indoor envelop resulteert in een lagere Power Usage Effectiveness (PUE) en is daarmee dus energie-efficiënt. Maar is deze stelling wel juist (figuur 4)? Als de ruimtetemperatuur gaat toenemen, zal op een gegeven moment het IT-vermogen ook gaan toenemen. Dit is een gevolg van het feit dat de ventilatoren van de IT-apparatuur gaan ‘optoeren’. Het vreemde is dat dit een positief effect zal geven op de PUE-waarde. Een toename van het IT-vermogen bij gelijkblijvende overige vermogens/verliezen, geeft immers een hogere PUE-waarde. Het totale energieverbruik zal echter ook toenemen. De energierekening valt daarmee dus hoger uit in plaats van - zoals de verwachting vaak zal zijn - lager. Een goede balans tussen de hoogte van de inblaastemperatuur en het gedrag van de serverapparatuur is daarmee dus essentieel. Visie nummer 1: de stelling dat een verhoging van de zogeheten ‘indoor envelop’ tot een lagere PUE leidt, is dus niet per definitie juist. Het vergroten van de indoor envelop dient altijd afgestemd te zijn op de specificaties van de IT-apparatuur. Een te grote indoor envelop kan juist een averechts effect geven (zie figuur 5).

intelligent ontwerpen We kunnen een datacenter vandaag de dag intelligent ontwerpen en bouwen. De uitdaging ligt er echter ook in of we in staat zijn om deze installaties en systemen voor de komende 15 tot 20 jaar optimaal te onderhouden en beheren. Als we ons realiseren dat 2 op de 3 storingen in een datacenter wordt veroorzaakt door menselijke interventies, is het noodzakelijk om buiten de techniek ook te investeren in mensen en opleidingen. Alleen dan kan een datacenter optimaal onderhouden en beheerd worden. Visie nummer 1 is daarmee: energieefficiency = geïntegreerd ontwerp + intelligent beheer

Tot een paar jaar geleden kenden we een zogeheten ‘lineaire’ energiestroom in een datacenter. Er werd elektrische energie ingekocht, deze werd in een datacenter omgezet in

warmte en de warmte werd weer aan de bui-

6. Energie-efficiency = geïntegreerd ontwerp + intelligent beheer

7. Als we de hele koeling van een datacenter geïntegreerd laten werken, genereert dit meer mogelijkheden om de warmte af te geven aan de omgeving.

Figuur 8. We kunnen ook warmte onttrekken vanuit het ecosysteem.

tenlucht afgegeven. Vandaag de dag gaan we daar gelukkig slimmer mee om. Indien we de hele koeling van een datacenter geïntegreerd laten werken, waarbij de toevoer luchttemperaturen omhoog gebracht kunnen worden, genereert dit meer mogelijkheden om de warmte af te geven aan de omgeving, het ecosysteem (zie figuur 7).

Gaan we nog een stap verder, dan gaan we niet alleen de warmte afgeven aan het ecosysteem, maar kunnen we ook andere energiebronnen onttrekken vanuit dit systeem (figuur 8).

Visie 2: datacenters gaan in de nabije toekomst onderdeel uitmaken van grote ecosystemen.

ieder datacenter uniek Het bijzondere aan datacenters is dat er geen twee identiek zijn. De vraag die we ons moeten stellen of dit ‘eigenwijsheid’ van de ontwerpers is of omdat het niet anders kan. Hebben we elke keer echt een ander ontwerp van een datacenter nodig? Het antwoord op deze vraag is eigenlijk niet zo moeilijk. Gaan we kijken naar een datacenter, dan zien we drie pijlers (zie figuur 9). Bij alle drie de pijlers zijn er continu verschuivingen waarneembaar. Het internet wordt almaar groter en het krijgt een industrieel, minder vatbaar karakter. Vraagstukken als toegankelijkheid en privacy zijn vandaag de dag zeer actueel. De behoeftes en vraagstukken waarmee colocaties en in-huis datacenters worden geconfronteerd, zijn zeer divers. Onderwerpen als een sterke groei in elektriciteit- en continuïteitsbehoefte nemen sterk in belang toe. Daarnaast is modulariteit en flexibiliteit een belangrijk onderwerp om de business case van een eigenaar te laten renderen. Zoals reeds in het begin van dit artikel aangegeven, zien we een sterke trend van ‘in één keer’ bouwen van een datacenter naar faciliteiten die als lego-steentjes worden samengesteld (figuur 10). Flexibiliteit is een zeer belangrijk element in zowel uitbreidingsmogelijkheden als ook krimp scenario’s. Alles is afhankelijk van de business case van de klant. Uitbreiden als de IT-klanten erom vragen en krimpen als de IT behoefte afneemt. Als derde trend zien we de in-huis datacenters.

Figuur 9. De die pijlers onder het datacenter. Deze eigenaren kampen met belangrijke vraagstukken. Denk aan meer behoefte aan vierkante meters en een toename in elektrisch vermogen. Daarnaast zijn deze locaties vaak gelegen op een kantorencomplex, wat de levering van elektriciteit moeilijker maakt. Kortom, er bestaat niet zoiets als ‘het datacenter’. Door de diversiteit in vraagstukken zal altijd een bedrijfsspecifieke benadering nodig blijven.

Daarmee is onze derde visie op de toekomst van het datacenter: er zal altijd een diversiteit

marco wenzkowski consultant mission critical facilities buildings royal haskoningdhv

'Er zal altijd een diversiteit in soorten en typen datacenters blijven'

in soorten en typen datacenters blijven. ■

Figuur 10. We zien een sterke trend van ‘in één keer’ bouwen van een datacenter naar faciliteiten die als lego-steentjes worden samengesteld.

Dutch Datacenter Index Continuïteit, cloud en hyperdatacenter dé trends voor 2016

trouw volgt pb7 research iedere maand voor datacenterworks de sentimenten in de nederlandse datacentermarkt. hebben we meer vierkante meters in gebruik genomen? of neemt juist het energieverbruik toe? en neemt het investeringsniveau intussen toe of af? het gaat om dit drietal basale meetpunten die ons iets vertellen over de mate van activiteit in het nederlandse datacenterlandschap, waarbij we telkens een stukje terugkijken en ook het sentiment meten door datacenterbeslissers een stukje vooruit te laten kijken.

In januari konden datacenterbeslissers terugkijken op een bijzonder druk jaar. In 2014 liet de Amsterdamse datacenterregio overtuigend zien definitief te behoren tot de ongenaakbare top-4 regio’s in Europa. Frankfurt, Parijs en Amsterdam ontlopen elkaar maar heel weinig. Alleen Londen steekt met kop

en schouders boven de rest uit. Maar ook buiten de sterke positie van Nederland in de internationale markt, nam de vraag naar datacenterruimte in 2014 sterk toe. In 2015 leken veel datacenterbeslissers dan ook wat gas terug te nemen. Veel grote consolidatieprojecten waren afgerond, veel backup faciliteiten waren in gebruik genomen en steeds meer organisaties oriënteren zich voor volgende stappen eerder op de cloud dan op nieuwbouw, uitbreiding, of colocatie. Toch gaven we begin dit jaar al aan dat 2015 over voldoende ingrediënten beschikte om het topjaar 2014 te overtreffen. En dat had te maken met twee belangrijke trends: de snelle groei van aanbieders van cloudoplossingen, vooral op het vlak van SaaS, en de komst van de eerste hyperdatacenters in Nederland. Maar met de afronding van veel single tenant projecten in 2014 en de beperkte ingebruikname van nieuwe ruimten door commerciële datacenters in de eerste drie kwartalen, zagen we dat de gerealiseerde groei in het grootste deel van 2015 op een duidelijk lager niveau kwam dan in 2014. Wel bleef het sentiment zeer positief: ondanks dat de verwachtingen voor de korte termijn lang achterbleven, werd de 12-maandelijkse vooruitblik alsmaar positiever. Aan het eind van 2015 zien we dan ook dat de verwachte uitbreidingen ook weer gerealiseerd gaan worden: in de ‘terugblik’ zien we een duidelijke opmars.

Bij de driemaandelijkse terugblik die we iedere maand meten, viel het afgelopen jaar vooral op dat de index maar net boven de 50 (het neutrale punt) bleef: vooral beslissers in single tenant datacenters gaven aan dat de vraag naar vierkante meters afnam, door virtualisatieslagen, consolidatie van computerruimtes, het gebruik van colocatie en in zekere mate de opkomst van cloud en hosting. De meeste multi-tenant datacenters lieten wel groei zien, maar niet altijd even groot als in 2014. Op het vlak van het in gebruik zijnde vermogen en het investeringsniveau, bleef overal een sterke groei zichtbaar, maar zwakte de groei wel duidelijk af. Organisaties zijn

‘Organisaties zijn vooral veel bezig met het versterken van de grip op het datacenter en het vergroten van de continuïteit’

vooral veel bezig met het versterken van de grip op het datacenter en het vergroten van de continuïteit. Vooral software-investeringen (DCIM) en een optimalisatie van de stroomvoorziening (met name UPS’en) kregen dit jaar bij veel datacenterbeslissers de nodige aandacht en naar verwachting verandert dan niet in het komende jaar.

vooruitblik Sinds we twee jaar geleden zijn gaan meten, hebben we een onafgebroken reeks van positieve uitkomsten gezien. Bij de driemaandelijkse terugblik wordt steevast op alle gebieden een groei genoteerd en hetzelfde geldt voor de vooruitblikken die afgegeven worden door de deelnemende databeslissers. De Nederlandse datacentermarkt is dan ook bijzonder dynamisch, waarbij 2014 er ook internationaal met kop en schouder boven uit stak. In 2015 leek het er iets rustiger aan toe te gaan, maar vooral de cloudmarkt zorgt ervoor dat de vraag naar datacenterruimte zich sterk blijft ontwikkelen. Uiteindelijk kunnen we de groei voornamelijk toewijzen aan de volgende drie ontwikkelingen:

Peter Vermeulen

1. het belang van continuïteit Organisaties worden zich er steeds meer van bewust dat de beschikbaarheid van het datacenter een directe impact heeft op de continuïteit van de organisatie. Met de toenemende digitalisering, neemt het belang hiervan alleen maar verder toe. De afgelopen jaren zijn steeds meer organisaties gaan kijken hoe ze hun bezemkasten en verouderde IT-ruimten konden inruilen voor één of enkele goede primaire locaties en een back-up faciliteit, bijvoorbeeld in een twinning-concept. Veel grote organisaties zoals banken en centrale overheden zijn zo door een consolidatieslag gegaan en veel kleinere organisaties zijn hier nog mee bezig. Soms worden organisaties ook door wet- en regelgeving gedwongen om goede back-up faciliteiten te realiseren, zoals we in 2013/2014 in de gezondheidszorg hebben zien gebeuren. Waar sommige organisaties kiezen voor nieuwbouw, heeft vooral die back-up behoefte voor een sterke toename in de vraag naar colocatie geleid. Het aantal single client vierkante meters is daardoor veel minder sterk toegenomen, dan de vraag naar colocatie. Ook in 2016 zet deze trend door, zei het dat de echte grote slagen inmiddels wel lijken te hebben plaatsgevonden.

2. de opkomst van de cloud Er is nog een andere reden dat het aantal vierkante meters van single tenant datacenters maar weinig toeneemt en wellicht zelfs gaat afnemen in de nabije toekomst. En dat heeft alles te maken met de opkomst van de cloud. Als we datacenterbeslissers vragen waar de komende jaren de servercapaciteit

vandaan gaat komen, geeft men aan de capaciteit steeds meer vanuit de cloud en door middel van hosting zal worden gerealiseerd. En of men nu IaaS of SaaS meer denkt te gaan gebruiken, het zorgt ervoor dat de behoefte aan eigen vierkante meters gaandeweg kleiner wordt. Vandaar dat we, als we dieper in de data achter de DDI duiken, veel datacenterbeslissers uit de single tenant wereld zien zeggen dat ze verwachten dat het aantal vierkante meters de komende tijd gaat afnemen. De meeste multi-tenant datacenters profiteren hiervan, door de toenemende vraag naar ruimte van cloud-aanbieders en hosting partijen.

3. de aankomst van het hyperdatacenter De cloud kent in datacenterland ook een overtreffende trap: met de bouw van eigen datacenters door Google (Eemshaven) en Microsoft (Middenmeer) is het hyperdata-

center neergestreken in Nederland. Het is een beetje de vraag hoe bijzonder het is dat deze datacenters in Nederland zijn neergestreken. Het is namelijk ook een logisch gevolg van de datacenterstrategie die grote cloud providers aan het ontwikkelen zijn. Daarbij worden datacenters, hele grote overigens, gespreid over een behoorlijk aantal locaties, zodat de uitval van een enkele locatie uiteindelijk geen impact zou moeten hebben op de beschikbaarheid van diensten. Waar de continuïteit van een datacenter nu nog voornamelijk een hardware kwestie is, wordt dat in ieder geval voor het hyperdatacenter steeds meer een softwarekwestie. Nederland is als locatie daarmee dus eigenlijk niet meer dan een schakel. Maar aangezien de capaciteit van deze datacenters zo gigantisch is, worden ze al snel medebepalend voor het Nederlandse datacenterlandschap en bijvoorbeeld de bijbehorende werkgelegenheid.

Bron: Datacenter Transformatie 2015, Pb7 Research i.o.v. SPIE ICS

wat kunnen we in 2016 van de ddi verwachten? In 2016 kunt u een paar dingen verwachten van de Dutch Datacenter Index. De DDI zelf blijft weer in ieder uitgave van DatacenterWorks verschijnen in zijn huidige vorm. Nieuw is dat we vier maal per jaar de index gaan uitsplitsen naar multi-tenant en singletenant datacenters, zodat er een beter zicht ontstaat op deze communicerende vaten. Wat de DDI verder zal brengen, is vooral aan de datacenterbeslisser. Hoe snel durft deze de cloud in te groeien? Gaat deze vooral kiezen voor high-density apparatuur of juist kiezen voor energiezuinige IT-apparatuur? Zoals gebruikelijk zullen de Nederlandse datacenterbeheerders daarbij niet over één nacht ijs gaan. Grote schommelingen gaan we daarom niet snel zien.

Wel zijn we bijzonder benieuwd of het zeer positieve sentiment zich in 2016 gaat vertalen in opnieuw een topjaar. ■

peter vermeulen directeur pb7 research

PURE LIVE:

IT ROOM INFRA November, 17th, Den Bosch 1931 Congrescentrum Brabanthallen · Booth 43 www.itroominfra.nl

Registrate for free ticket Invitation code: ITR7912

PURE: CABLING IN ITS PUREST FORM No more contamination of ber-optic connections in data center cabling

Rosenberger OSI PreCONNECT® PURE eliminates the origin of performance-limiting contamination in IT cabling thanks to top-quality optical contacts integrated in the connectors, combined with an innovative interface design. Make sure you have maximum data rates on a continuous basis – and save time and money in installation. PURE: Cabling in its purest form.