Miljøstyrelsen ønsker på baggrund af de eksisterende værktøjer at udvikle nye værktøjer for disse produktområder:

Transkript

1 NOTAT Projekt: Udvikling af TCO-værktøjer for datacenterudstyr for Miljøstyrelsen Emne: Branchehøring og følgegruppe for TCO-metoderne Dato: 13. april 2016 Til: Fra: Datacenterbranchen og indkøbere Viegand Maagøe 1. Introduktion Miljøstyrelsen er i gang med et projekt om udvikling af nye TCO-værktøjer for indkøb af servere og andet datacenter-udstyr med Viegand Maagøe som konsulenter. Viegand Maagøe opdaterer også de nuværende TCO-værktøjer som en del af det samme projekt. Værktøjerne kan hentes her: i den oprindelige udgave. Dette dokument beskriver metoder for udvikling af de nye værktøjer inden for servere og andet datacenterudstyr med målet at få kommentarer fra producenter, leverandører og indkøbere. Målet med værktøjerne er at inkludere de løbende driftsomkostninger til udstyrets elforbrug ved valg af udstyr og ikke kun indkøbsomkostninger. Det er både økonomisk og miljømæssigt fornuftigt. Miljøstyrelsen ønsker på baggrund af de eksisterende værktøjer at udvikle nye værktøjer for disse produktområder: Servere herunder små servere, store servere, UPS til servere, serverrum og datacentre og storageudstyr Netværksudstyr med fokus på switche og trådløse access points Baggrunden for valget er Miljøstyrelsens fokus på produktområder, hvor TCO-besparelser også leder til miljømæssige ressourcebesparelser. Miljøstyrelsen har i 2013 fået udarbejdet en forundersøgelse, der identificerede og prioriterede en række produktområder ud fra hvilke områder, der har størst potentiale for økonomiske og miljømæssige gevinster. I første omgang blev der udvalgt 5 produktområder med undergrupperinger, hvor der tidligere er udviklet konkrete TCO-værktøjer til offentlige indkøbere værktøjer som nu er blevet opdateret. Ud fra forundersøgelsen og efterfølgende input fra følgegruppen er der udvalgt ovenstående nye områder. I dette dokument gennemgår vi udvikling af beregningsmetoderne til de nye værktøjer, som omfatter definition af produktkategorier og af elforbruget, der indgår i beregning af de årlige elomkostninger. 2. Ønskede kommentarer fra følgegruppen og branchehøringen Vi ønsker at få kommentarer inden for især følgende emner fra producenter, leverandører mv: Har I data eller er det muligt at skaffe data ved et udbud? Er det muligt at få gennemført elmålinger ved større udbud? Øvrige kommentarer til nedenstående metoderne (afsnit 4) Udvikling af TCO-værktøjer for datacenterudstyr for Miljøstyrelsen, Branchehøring og følgegruppe for TCOmetoderne 1 af 9

2 Dertil ønsker vi kommentarer fra indkøbere om især: Passer produktkategorierne ift. jeres indkøb? Er nedenstående metoder (i afsnit 4) til at benytte? 3. Produktkategorier Inden for de to udvalgte hovedområder (servere mv. og netværksudstyr) er der følgende produktkategorier, som er udgangspunktet for vores videre analyser, da der er stor forskel på metoderne for de enkelte produktkategorier: Servere Storage-udstyr UPS Mindre netværksudstyr og trådløse access-points Større netværksudstyr For alle disse er omfattet produkttyper til brug for kontorer og i mindre og større datacentre. 4. Forslag til metoder 4.1 Introduktion Der er en lang række aktiviteter i gang på internationalt niveau for etablering og standardisering af målemetoder for elforbrug ift. ydelser for datacenterudstyr inkl. servere, storageudstyr, UPS og netværksudstyr. Metoderne er ofte komplekse, fordi produkterne er komplekse, og fordi man ønsker at nå et tal for energieffektiviteten (dvs. elforbrug ift. ydelse), som man kan bruge til energimærkekrav eller til krav for overhovedet at kunne sælge dem. Til udvikling af TCO-værktøjet skal vi kun bruge elforbruget og ikke ydelsen, og det er derfor lidt mindre komplekst. Målet for metoden er at have en standardiseret måling af elforbruget for en specifik konfiguration af udstyret, så de årlige omkostninger til el kan beregnes. Ydelsen af produktet skal ikke beregnes, da produktets ønskede ydelse er defineret som en del af kravspecifikationen for produktet. For udbud af rammekontrakter af produkter med mange konfigurationsmuligheder vil udbuddet ofte bede om tilbudsdata for en eller flere konfigurationer af produktet, som bliver brugt til evalueringen. Vi ønsker jeres input til metoden, og hvor nyttig I synes, den er, når I indkøber eller sælger servere og andet datacenterudstyr. Udgangspunkt for metoderne: Baserer sig på en generelt accepteret branchestandard for måling af elforbruget, som er transparent, og som giver mulighed for at teste tilbudsgiverne oplyste data ved at måle på samme konfigurationer af udstyret Tilbudsgiverne skal kunne skaffe elforbrugsmålingerne fra producenten eller ved målinger. 2 af 9

3 Da der er stor forskel på brug af produkterne og dermed elforbruget, er målet at bruge metoder som giver et omtrentligt tal for årligt elforbrug ud fra en typisk brug af produktet. Resultatet vil ikke være præcist i alle tilfælde, men man får et TCO-tal, som er tættere på levetidsomkostninger inkl. indkøbsprisen for en reel brugssituation ift. udelukkende at bruge indkøbsprisen. I det efterfølgende gennemgår vi de enkelte produktkategorier ift. international aktiviteter vi kan tage udgangspunkt og vores forslag til målemetode. 4.2 Servere Internationale aktiviteter Der er en lang række aktiviteter for energieffektivitet af servere, som er muligt at tage udgangspunkt i ved fastsættelse af metode til beregning af elforbrug. De er kort beskrevet herefter. EU Energy Star: Energy Star er en mærkningsordning for produkter, der opfylder energieffektivitetskrav med målet, at de 25 % mest effektive produkter, kan opfylde kravene på det tidspunkt, hvor kravene bliver fastsat. Ordningen gælder i EU for it- og kontorudstyr (computere, skærme, print- og skan-udstyr, servere og UPS), og EU-Kommissionen og den amerikanske miljøstyrelse (US EPA) fastsætter kravene i et samarbejde. For servere findes nu version 2 af kravene, og udvikling af version 3 skal ske i SPEC-organisationen og SERT-målemetoden: Energy Star for servere benytter sig af målestandarder udviklet af organisationen SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC), Ift. elforbrug for servere har SPEC udviklet softwareværktøjet SERT (Server Efficiency Rating Tool). Det måler elforbrug ved forskellige belastninger af serveren for derved at give et udtryk for serverens ydelse ift. elforbrug, og som bruges i Energy Star for servere. Den nuværende version giver ikke direkte et tal for elforbruget, som vi kan bruge til TCO, da det kræver at beregne et gennemsnit ift. de forskellige belastninger. SPEC er dog ved at videreudvikle værktøjet, så det bliver muligt. Det sker både ift. version 3 af Energy Star og ifm. EU-Kommissionens arbejde for krav til servere, se herunder. EU Ecodesign: EU-Kommissionen er i gang med at udforme lovkrav til energiforbrug for servere og storageudstyr, som de skal overholde for at kunne blive solgt i EU. Det er en længere proces, som ikke nødvendigvis vil ende med endelige krav til begge typer udstyr. Der er gennemført et lovforberedende teknisk studie og nu gennemfører Viegand Maagøe for EU-Kommissionen en såkaldt Impact Assessment, hvor vi hjælper med at vurdere konkrete energikrav og andre krav og konsekvenser af krav ift. energi, miljø, økonomi, beskæftigelse mv. EU-Kommissionen har også igangsat arbejde for at udvikle praktiske målestandarder for servere, som kan bruges i arbejdet med at sætte krav. Producenter og producentorganisationer bliver hørt og involveret i arbejdet og især den europæiske brancheorganisation DIGITALEUROPE. Organisationer uden for EU bidrager ofte også med kommentarer. 3 af 9

4 4.2.2 Forslag til målemetode for elforbrug Vi foreslår at bruge følgende målemetode for alle server-produkter, som indgår i Energy Star for servere: organisation ønsker tilbud på, for tilstanden Idle State (tomgangsforbrug). Idle State skal måles ved brug af målemetoden angivet i sidste udgave af ENERGY STAR Program Requirements. Product Specification for Computer Servers ( hvor der er reference til nyeste udgaver af: ENERGY STAR Test Method for Computer Servers Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC) Server Efficiency Rating Tool (SERT) Det årlige elforbrug i kwh beregnes ved at gange Idle State-forbrug med årets timer, 8760 og dividere med Idle State-forbruget er et udtryk for elforbruget kort tid efter serveren er startet og er et gennemsnit over 30 minutters måling, hvor serveren ikke må gå i lavenergitilstande f.eks. sleep. Vi foreslår derudover følgende målemetode ved større udbud af mere komplekse servere, hvor det forventes, at tilbudsgiverne kan skaffe mere omfattende måledata: organisation ønsker tilbud på, for tilstanden Active State (aktivforbrug). Active State skal måles ved brug af målemetoden angivet i sidste udgave af ENERGY STAR Program Requirements. Product Specification for Computer Servers ( hvor der er reference til nyeste udgaver af: ENERGY STAR Test Method for Computer Servers Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC) Server Efficiency Rating Tool (SERT) Active State skal beregnes ved et gennemsnit af elforbrugsmålinger ved brug af SERT, som udbyderen fastsætter eller ved at beregne et gennemsnit af elforbruget ved disse SERT-workloads: CPU ved 50 % load Hukommelse Storage ved 50 % load Hybrid ved 50 % Metoden kan dog tilpasses, hvis SPEC udmelder en metode til at beregne gennemsnittet på, som vil være mere egnet, og inden vi gør værktøjet færdigt. Det årlige elforbrug i kwh beregnes ved at gange Idle State-forbrug med årets timer, 8760 og dividere med af 9

5 4.3 Storage-udstyr Internationale aktiviteter Der er en del relevante internationale aktiviteter for storage-udstyr, som er beskrevet herefter. Energy Star: Der er endnu ikke EU Energy Star-krav til storageudstyr, men der findes krav i USA, som EU- Kommissionen har været med til at udvikle. EU-Kommissionen har endnu ikke besluttet, om de vil implementere kravene i EU. Kravene findes i en første version, som i 2016 vil blive lettere opdateret. SNIA-organisationen og SNIA-målemetoden: SNIA (Storage Networking Industry Association) er en amerikansk brancheorganisation for storageudstyr. De har udviklet en målemetode for elforbrug og ydelser: SNIA Emerald Power Efficiency Measurement Specification, som bliver brugt til Energy Star for storageudstyr. EU Ecodesign: Som nævnt under servere er EU-Kommissionen i gang med at udforme lovkrav til energiforbrug for storage-udstyr med teknisk assistance fra Viegand Maagøe, som udstyret skal overholde for at kunne blive solgt i EU Forslag til målemetode for elforbrug Vi foreslår at bruge følgende målemetode for alle storage-produkter, som indgår i Energy Star for storageudstyr: organisation ønsker tilbud på, for tilstanden Ready Idle State (tomgangsforbrug). Ready Idle State skal måles ved brug af målemetoden angivet i sidste udgave af ENERGY STAR Program Requirements. Product Specification for Data Center Storage ( hvor der er reference til nyeste udgaver af: ENERGY STAR Test Method for Data Center Storage Equipment SNIA Emerald Power Efficiency Measurement Specification Det årlige elforbrug i kwh beregnes ved at gange Idle State-forbrug med årets timer, 8760 og dividere med Ready Idle State-forbruget er et udtryk for elforbruget, hvor data ikke bliver hentet eller lagret, men hvor storageudstyret kan optimere lagringen ved at flytte rundt på data mv. internt i udstyret. 5 af 9

6 4.4 UPS Internationale aktiviteter Også for UPS er der flere internationale aktiviteter: EU Energy Star: Som nævnt under servere findes der i EU Energy Star for UPS-systemer, som EU-Kommissionen og den amerikanske miljøstyrelse US EPA har udviklet. EU Code of Conduct for UPS: I EU findes der også en såkaldt Code of Conduct for UPS-systemer. Code of Conduct er en frivillig ordning, som producenter, underleverandører og storindkøbere kan tilslutte sig. Ordningen indeholder krav til energieffektiviteten af UPSer. EU Ecodesign: EU-Kommissionen har gennemført et lovforberedende studie for UPS-systemer, men er endnu ikke kommet videre med få vedtaget kravene Forslag til målemetode for elforbrug Vi foreslår at bruge følgende målemetode for alle UPS-produkter, som indgår i Energy Star for UPS: Tilbudsgiver skal angive gennemsnitlig effektivitet i % for den eller de specifikke konfiguration(er), som den udbydende organisation ønsker tilbud på. Gennemsnitlig effektivitet skal måles ved brug af målemetoden angivet i sidste udgave af ENERGY STAR Program Requirements. Product Specification Uninterruptible Power Supplies (UPSs) ( hvor der er reference til nyeste udgave af ENERGY STAR Test Method for Uninterruptible Power Supplies. Det årlige elforbrug i kwh beregnes ved at gange tabet i % (100 % minus gennemsnitlig effektivitet) med navnepladeeffekten i Watt, gange med 50 % (udtryk for gennemsnitlig belastning af UPSen) og gange med årets timer, 8760 og dividere med Tabet i UPSen er et udtryk for UPSens elforbrug til konverteringer af spændingen og til tab i UPSens batteri. 4.5 Mindre netværksudstyr og trådløse access-points Internationale aktiviteter Energy Star: Der er endnu ikke EU Energy Star-krav til netværksudstyr, men der findes krav i USA, som EU- Kommissionen har været med til at udvikle. For mindre netværksudstyr og trådløse access-points findes specifikationen Small Network Equipment (SNE), som dækker flere mindre, produkter som mest bruges i 6 af 9

7 hjemmet og i små kontorer og ikke til placering i standard-racks: Bredbåndsopkobling, kombinerede enheder, fibernet-modemmer, trådløse access points, routere og switche med op til 11 porte. EU-Kommissionen har endnu ikke besluttet om de vil implementere kravene i EU. Kravene findes i en første version. EU Ecodesign: Netværksudstyr var en del af det lovforberedende, tekniske studie som er nævnt under servere og storage, men det blev besluttet at holde udstyret uden for krav foreløbigt Forslag til målemetode for elforbrug Vi foreslår at bruge følgende målemetode for alle netværks-produkter, som indgår i Energy Star for Small Network Equipment: organisation ønsker tilbud på for tilstanden Average Power (PAVG) (gennemsnitsforbrug). Average Power skal måles ved brug af målemetoden angivet i sidste udgave af ENERGY STAR Program Requirements. Product Specification for Small Network Equipment ( hvor der er reference til nyeste udgave af ENERGY STAR Test Method for Small Network Equipment. Det årlige elforbrug i kwh beregnes ved at gange Average Power-forbrug med årets timer, 8760 og dividere med Average-forbruget er et udtryk for gennemsnitselforbrug ved lave datarater. 4.6 Større netværksudstyr Internationale aktiviteter Energy Star: Som nævnt ovenover er der endnu ikke EU Energy Star-krav til netværksudstyr, men kun i USA, som EU-Kommissionen har været med til at udvikle. For større netværksudstyr findes specifikationen Large Network Equipment (LNE), som dækker større enheder til kontorer og datacentre til placering i standard-racks: Routere, switche, sikkerhedsenheder (firewall, VPN mv.) og access point-kontroller med mere end 11 porte eller total samlet trafikmængde på over 12 Gb/s. EU-Kommissionen har endnu ikke besluttet om de vil implementere kravene i EU. Kravene findes i en første version. EU Ecodesign: Netværksudstyr var en del af det lovforberedende, tekniske studie som er nævnt tidligere, men det blev besluttet at holde udstyret uden for krav foreløbigt. 7 af 9

8 4.6.2 Forslag til målemetode for elforbrug Vi foreslår at bruge følgende målemetode for alle netværks-produkter, som indgår i Energy Star for Large Network Equipment: organisation ønsker tilbud på for disse tre datatrafik-tilstande og ved halvdelen af portene tilsluttet til testudstyret (half-port): Full load (fuld belastning) 10 % load (10 % belastning), dog ved 30 % for modulære produkter Very Low Utilization (VLU) (meget lav belastning) Elforbruget skal måles ved brug af målemetoden angivet i sidste udgave af ENERGY STAR Program Requirements. Product Specification for Small Network Equipment ( hvor der er reference til nyeste udgave af ENERGY STAR Test Method for Small Network Equipment. Det årlige elforbrug i kwh beregnes ved at beregne gennemsnittet af elforbruget ved de ovennævnte 3 belastningsniveauer med årets timer, 8760, og dividere med Elforbruget er et udtryk for gennemsnitselforbrug ved brug af udstyret. 5. Andre parametre til TCO 5.1 Tillæg for datacenter-køling mv. I et serverrum vil elforbruget til serverne, storageudstyr og netværksudstyr gå igennem UPSer, hvor UPStabet afhænger af størrelsen af elforbruget til disse produkter. Ligeledes afhænger elforbruget til køling af elforbruget til produkterne i serverrummet. Derved vil der være et afledt elforbrug til UPS og køling, som direkte afhænger af elforbruget til serverrumsprodukterne, og som derfor kan regnes med som en del af servernes driftsomkostninger. Det afledte elforbrug kan beregnes ud fra faktoren PUE (Power Usage Effectiveness), som er forholdet mellem det samlede elforbrug i datacentret og elforbruget til det kritiske elforbrug, især servere og storage. De ansvarlige for store datacentrer kender typisk deres PUE, mens det typisk ikke er tilfældet for mindre datacentre og serverrum. Hvor tallet ikke er kendt, er det muligt at sætte et standardtal på f.eks. 75 % af produkternes elforbrug. Det vil f.eks. betyde at hvis en server bruger 2000 kwh på et år, bruger serverrummets UPS og køleanlæg 1500 kwh til at fjerne varmen fra de 2000 kwh. Hvis varmen bliver udnyttet, eller hvis der bliver brugt frikøling med udeluft, skal der bruges mindre el til køling og PUE-faktoren kan sættes ned. Vi foreslår, at dette indgår i TCO-værktøjet, hvor den udbydende organisation kan tage det med ved at sætte et tal for PUE på over 1. Hvis de bruger 1, betyder det, at kun elforbruget til produkterne tages med og ikke til UPS og køling. 8 af 9

9 5.2 Tillæg for virtualisering og ekstra belastning af servere Elforbruget til serverne og de øvrige serverrumsprodukter er angivet ud fra en forholdsvis lav belastning, som ofte er tilfældet i især mindre serverrum og i serverrum direkte til organisationer. Hvis serverne er virtualiseret (betyder at flere servere kan køre virtuelt på den samme hardware-server, hvilket samlet kan give elbesparelser og mere effektiv serverdrift), eller hvis på andre måder bliver belastet meget, vil elforbruget til den enkelte hardware-server stige. Vi foreslår, at der bliver muligt i TCO-værktøjet at sætte en faktor, som medfører et tillæg til elforbruget. Som standard vil tillægget være 0. I vejledningen vil vi angive typiske faktorer, som er muligt at bruge. 5.3 Andre elementer end elforbrug til TCO Hvis det er ønsket af de udbydende organisationer og af branchen, er det muligt at tilføje andre elementer end elforbrug til TCO-formlen. 6. Kontakt Teknisk ekspert Jan Viegand, tlf.: , jv@viegandmaagoe.dk Projektleder Larisa Maya-Drysdale, tlf.: , lmd@viegandmaagoe.dk 9 af 9