Eni Green Data Center – scheda tecnica

Eni Green Data Center – scheda tecnica
Il Green IT
Adeguarsi ai principi dello sviluppo sostenibile è entrato ormai tra le mission principali
dell'informatica.
Il 2% della CO2 emessa nel mondo proviene, infatti, dai consumi dell'industria informatica e
delle telecomunicazioni: una quantità paragonabile a quella prodotta dall'intera industria dei
trasporti aerei. Solo nel 2007, sono stati spesi in energia elettrica 7 miliardi di dollari per far
funzionare e raffreddare i server nei Data Center di tutto il mondo. Nei prossimi dieci anni
l'alimentazione e la climatizzazione delle infrastrutture informatiche diventeranno uno dei
fattori critici dello sviluppo economico.
Un'informatica ecosostenibile è tra gli obiettivi dell’impegno di Eni per l’energia sostenibile.
Eni Green Data Center
Nel corso del 2008 Eni ha studiato l’ipotesi di dotarsi un nuovo Data Center, partendo da
un’analisi della distribuzione geografica, dell’eterogeneità dei Data Center dove i propri
sistemi sono ospitati (nessuno di proprietà) e considerando anche i trend di evoluzione degli
spazi e dei consumi.
Con il Green Data Center Eni ha ripensato ex novo ogni singolo componente del “sistema
Data Center”, nell’ottica del risparmio energetico, considerando ogni componente come parte
organica di una più ampia e complessa macchina, un sistema industriale da progettare come
un tutt’uno.
Nel 2009 è stato sviluppato un concept per la costruzione di un nuovo Data Center di
proprietà per ospitare tutti i sistemi centrali di elaborazione della società, destinati sia
all’informatica gestionale che alle elaborazioni di simulazione computazionale di HPC (High
Performance Computing) con gli oltre 7 mila sistemi e più di 60 mila core CPU.
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L’impianto, che sarà completato entro fine 2012, è progettato per ospitare sistemi IT con
assorbimenti energetici fino a 30MW di potenza IT utile, in uno spazio di 5.200 metri quadrati
e in sei sale IT.
Le caratteristiche distintive del progetto sono:
 miglior risultato mondiale di efficienza energetica per Data Center
 dimensioni (in MW di energia) uniche in Italia e tra i top a livello europeo e mondiale
 realizzazione completamente italiana: luogo, progetto e costruzione
Le linee guida del progetto
Partendo dal cuore dell’impianto (dai requisiti degli apparati IT e sulla base delle loro
caratteristiche) si è sviluppato l’intero progetto, sia per la parte architettonica (con il
posizionamento ottimale degli spazi, per minimizzare per esempio i percorsi elettrici e
dell’aria) sia per le soluzioni impiantistiche. Il tutto preservando la necessaria flessibilità per
adeguare il nuovo centro ai futuri sviluppi tecnologici, assicurando la garanzia del massimo
livello di ridondanza impiantistica e rispettando i parametri operativi per i Data Center stabiliti
dalle normative internazionali.
In un Data Center le principali voci di consumo di energia, oltre ovviamente agli apparati
informatici, sono riconducibili ai sistemi di raffreddamento, ventilazione e distribuzione
elettrica. Per il Green Data Center di Eni, per ciascuna categoria di consumo, si è proceduto
cercando di individuare le soluzioni ottimali e innovative per ridurne consumo energetico al
fine di migliorare il parametro di efficienza energetica PUE: l’obiettivo è di scendere al di sotto
del valore di 1,2.
Il parametro P.U.E. (Power Usage Effectiveness) indica il rapporto tra il consumo elettrico
complessivo di un Data Center (apparati IT, condizionatori, ventilatori, UPS, ecc.) e il
consumo dei soli apparati IT. I Data Center standard non efficienti superano in genere il
valore 3.0; un valore di PUE di 2.0 è un risultato considerato buono; un valore inferiore al 1.5
è molto aggressivo.
A titolo esplicativo, avendo un consumo IT di 10MW, un Data Center con PUE = 1,2 consuma
in totale 12MW mentre uno con PUE 3 consuma 30MW, per un saving energetico di ben
18MW.
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I principi di sostenibilità con i quali il nuovo Data Center è stato progettato sono rintracciabili
sin dalla scelta del luogo in cui verrà posizionato.
La scelta di Ferrera Erbognone come
luogo di realizzazione del progetto è stata determinata dall’immediata prossimità della
centrale di Enipower, la centrale di Eni che meglio risponde ai requisiti per l’alimentazione
elettrica per il Data Center: la potenza richiesta è già disponibile e la produzione di energia
avviene mediante turbogas a metano, la più pulita tra le fonti fossili di produzione di energia
elettrica.
La struttura sarà costituita da due corpi perfettamente simmetrici - detti trifogli -,
completamente indipendenti e ridondati tra loro, al fine di garantire la continuità d’esercizio
dal punto di vista strutturale e impiantistico.
Tutto l’edificio, ad eccezione della zona centrale che separa i due trifogli, è interrato fino alla
quota di copertura per realizzare una collina artificiale, arredata a verde, ottimizzando così
anche l’impatto visivo.
Il sistema di raffrescamento è la componente più innovativa. Si utilizzerà il metodo del FreeCooling diretto, grazie al quale i sistemi IT verranno raffreddati direttamente dall’aria esterna,
mantenendo spenti il maggior tempo possibile i sistemi di condizionamento forzato.
Questa idea nasce dall’assunzione di far funzionare i sistemi IT intorno ai 25 – 26 °C , una
temperatura più elevata (ma sempre controllata e stabile) rispetto a quella utilizzata dai Data
Center tradizionali che si aggira intorno ai 20-21°C. In questo modo, sulla base dell’analisi
storica dei dati ambientali di temperatura/umidità si rileva che per oltre il 75% delle ore
dell’anno un’opportuna quantità di aria esterna è in grado di raffreddare anche 30MW di
sistemi IT, anche alla latitudine del 45° parallelo (Pianura Padana). Il sistema di
condizionamento dell’aria interverrà quindi al massimo nel restante 25% del tempo dell’anno,
al contrario di quanto avviene per il sistema di condizionamento dei data center tradizionali, in
funzione per il 100% dell’anno.
L’intero sistema di trattamento dell’aria costituisce una soluzione integrata fortemente
innovativa, per logica e dimensioni.
E’ evidente poi che la posizione geografica sul 45° parallelo costituisce un ulteriore fattore di
sfida per il raggiungimento di un PUE record rispetto a Data Center situati più a Nord (come
per esempio le Montagne Rocciose negli Usa, UK e Irlanda), in aree con situazioni climatiche
più vantaggiose.
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A tal proposito anche il sistema di filtraggio dell’aria in ingresso è stato oggetto di uno
specifico studio e di simulazioni approfondite. L’aria proveniente dall’esterno, prima di essere
immessa nel sistema, sarà filtrata dalle polveri, eliminate nella misura di circa 3 mila
chilogrammi all’anno. In questo modo, una volta restituita all’esterno, l’aria risulterà pulita.
Per garantire la corretta distribuzione dei flussi di aria fredda e calda nelle sale IT in modo da
portare l’aria fredda necessaria ai sistemi IT senza dispersioni, il Data Center avrà un sistema
di compartimentazione rigorosa dell’aria mediante strutture di CAGE, che mantengono chiuso
e separato il corridoio dell’aria fredda (su cui si affacciano allineati tutti i sistemi server, dotati
di presa di aspirazione aria), mentre l’intera sala IT costituisce il corridoio caldo, dove l’aria
espulsa dai server IT viene veicolata, per spinta e per effetto camino, verso la presa di
espulsione del camino di uscita.
Un’idea innovativa è stata applicata anche per limitare i rischi di incendio che, statisticamente,
nei Data Center si verificano nell’area dei Generatori diesel di emergenza e soprattutto nei
locali batterie dei gruppi di continuità (UPS), che in genere si trovano nella stessa stanza e in
grandi quantità.
Gli apparati che concorrono alla ridondanza sono sempre installati in locali distinti e le
batterie, fonte di maggior pericolo, sono ulteriormente frazionate in piccoli locali totalmente
isolati. Nelle stanze destinate alle batterie non è previsto free-cooling ma raffreddamento
tradizionale, controllato, con specifici camini a ventilazione naturale che potranno
eventualmente servire da sfogo per eventuali fumi di surriscaldamento/combustione.
Al fine dell’ottimizzazione dei percorsi elettrici, i Power Center di distribuzione sono stati
progettati per lavorare con la media tensione (20.000V) fino a pochissimi metri dal sistema
distributivo finale ai server IT, posizionandoli in locali in corrispondenza verticale rispetto a
quelli dei sistemi di distribuzione finale (UPS).
Questo posizionamento degli apparati fa si che ciascun server IT si trovi ad essere alimentato
sempre da 2 linee distinte, che provengono da 2 lati contrapposti della sala, e quindi da 2
diversi UPS (ciascuno con le proprie specifiche batterie di emergenza), a loro volta collegati a
due linee di alimentazione generale diverse. Ogni sistema è poi ridondato a livello di quadri
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elettrici per garantire l’alimentazione di ciascun sotto-ramo dell’impianto anche in caso di fault
di una delle linee principali di distribuzione. Un guasto su un lato di una sala può quindi
mettere in fault sempre e solo un sottoinsieme di apparati, al massimo metà
dell’alimentazione: l’altra metà è in grado di continuare a tenere attivi i sistemi.
Si utilizzeranno inoltre di utilizzare UPS assolutamente innovativi, di taglia media (200kW),
che operano in tecnologia off-line (cioè sono sempre spenti, in stato di stand-by, e
intervengono solo quando avviene una discontinuità di alimentazione elettrica rilevante), ad
altissima efficienza (99,4% già al 50% del carico). La dimensione e la rilevanza del progetto
ha convinto i principali produttori mondiali di apparati UPS ad avviare lo sviluppo e quindi la
commercializzazione a listino di questa tipologia di prodotti, prima non disponibili.
Tutti i sistemi di illuminazione e tutti i consumi accessori sono stati analizzati per ottimizzarne
i consumi: l’illuminazione interna è prevista con lampade fluorescenti e sensori di accensione
in base a rilevatori del movimento di persone; l’illuminazione esterna di sicurezza verrà
realizzata con lampade LED; anche i colori degli ambienti e delle pareti sono stati considerati,
selezionando tinte ad alta luminosità.
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