Datacenters zijn niet meer weg te denken en dat is omdat ze een absolute noodzaak zijn in deze digitale tijd. Door deze noodzaak hebben we een enorme expansie gezien in het aantal datacenters en de omvang hiervan, al dan niet toegejuicht en beloond door de lokale en provinciale overheden, vanwege het zogenaamde “invested capital”.
Dat sentiment is omgeslagen toen het besef begon door te dringen dat datacenters de uitrol van (de ook hoognodige) nieuwe woonwijken in de weg begonnen te zitten en onevenredig groot beslag leggen op infrastructurele voorzieningen zoals (groene) stroom en drinkwater. In een poging daar grip op te krijgen, zijn diverse overheidsmaatregelen genomen die weliswaar met de beste bedoelingen zijn opgesteld, maar niet het gewenste effect hadden en nog steeds niet hebben.
Lagere PUE ‘targets’ heeft niet het gewenste effect
Een van de sterkste troeven die ervoor moest zorgen dat datacenters zuiniger worden is door een bovengrens aan de zogeheten PUE (Power Usage Effectiveness) te stellen. Dat betekent in feite dat een datacenter de ‘overhead’ van het gebruik van de klantconsumptie moet terugbrengen van ruim 50% in het verleden, naar circa 20% nu (een reductie van de PUE van 1,5 naar 1,2). Klinkt allemaal mooi en dat is het ook, maar aangezien de klant de stroomrekening betaalt, leidt dit nauwelijks tot gereduceerd energiegebruik.
Een lagere PUE wordt bereikt door zo veel mogelijk de koeling te verlagen, bijvoorbeeld door te koelen met buitenlucht in plaats van geforceerde koeling. Een andere aanpak is door de temperatuur in het datacenter simpelweg met 10 graden te verhogen.
Dit leidt echter tot ongewenste effecten:
Voor veel servers is de temperatuur daarmee zo hoog geworden dat deze servers extra lucht aan moeten zuigen om alsnog voldoende gekoeld te worden. Dat gebeurt in de server zelf en dus niet in het datacenter gecontroleerde gedeelte. Gevolg is dat de server meer stroom gaat gebruiken en het datacenter minder stroom. Netto komt dat dus op hetzelfde stroomgebruik neer, maar de PUE daalt en het datacenter haalt wel zijn PUE ‘targets’.
Eenmaal ingeslagen op de weg van luchtkoeling en ieder jaar weer een procentje optimalisatie heeft de gemoederen in bedwang gehouden en gaf veel datacenters alle reden om zichzelf op de borst te slaan. Maar volledig draaien op groene(re) stroom waarbij het energiegebruik niet gereduceerd wordt, is nauwelijks iets om trots op te zijn en geeft een verkeerde focus. Het is veel belangrijker om alternatieven in ogenschouw te nemen en daarmee aan de slag te gaan.
Uitgangspunt in de klimaatdiscussie is de in Nederland gehanteerde mitigatie-hiërarchie: voorkomen, minimaliseren, mitigeren, compenseren. Met luchtgekoelde systemen wordt er uitsluitend geminimaliseerd (niveau 2). Het bijzondere van een alternatief als vloeistofgekoelde systemen is dat het tot voorkoming (niveau 1) leidt, en dus veel beter is voor het klimaat. Daarom is aandacht voor transitie naar vloeistofgekoelde systemen veel belangrijker dan het optimaliseren van de huidige luchtgekoelde systemen.
Lucht- versus vloeistofgekoelde systemen
Luchtkoeling is een weinig efficiënte manier van koelen. Vloeistof is een circa 1400 (!!) keer efficiëntere manier van koelen dan lucht. Met dat gegeven als uitgangspunt is het bizar dat er nog steeds hard wordt ingezet op luchtkoeling. Vloeistof als geleider van warmte kennen we al jaren in de cv-installatie in vrijwel ieder huishouden en is een bewezen technologie, alleen draai je het proces om.
De radiator kennen we thuis als afgiftepunt van warmte en is dus gewoon een warmtewisselaar. Draai dat om en gebruik die warmtewisselaar om warmte te onttrekken aan de omgeving door er koude(re) vloeistof door te laten lopen. Als je dat proces ook nog optimaliseert en alleen daar gaat koelen waar noodzakelijk (op de chip), dan begrijp je dat de airco van het luchtsysteem uitgezet kan worden. Dit geeft een besparing voor het datacenter van minstens 20%.
Tel daarbij op dat ook de servers ontdaan kunnen worden van hun ventilatoren en de besparing wordt verdubbeld. We hebben het dan over een echte reductie in energiegebruik en geen verschuiving van energiegebruik. Om het in getallen uit te drukken: een 10 MW datacenter kan een 6 MW faciliteit worden!
Waarom wordt vloeistofkoeling nog niet massaal omarmd door datacenters?
Daar worden verschillende redenen voor gegeven. Hieronder de argumenten die we het meeste tegenkomen en naar onze ervaring belangrijke misvattingen zijn.
1. Klanten zijn huiverig om hun servers door vloeistof te laten koelen.
De klant kent deze optie niet en krijgt het nauwelijks aangeboden. En waar die wel wordt aangeboden zijn de klanten laaiend enthousiast, maar dat wordt nergens breed uitgemeten.
2. Engineers kunnen niet met vloeistofkoeling overweg.
Met een klein beetje training is dat zo te verhelpen. Engineers zijn van nature nieuwsgierig en bereid nieuwe ontwikkelingen snel te omarmen.
3. Het hele datacenter moet omgebouwd worden om vloeistofkoeling te kunnen aanbieden.
De praktijk wijst uit dat dit heel goed gefaseerd geïntegreerd kan worden naast de bestaande luchtkoeling.
4. De investeringen zijn zo hoog dat de terugverdientijd te lang zou zijn.
Dit is niet waar en hiermee wordt voorbijgegaan aan de maatschappelijke verantwoordelijkheid van datacenters om het CO2 gebruik te reduceren.
De onderliggende reden waarom veel datacenters nog terughoudend zijn met het reduceren van energiegebruik is dat het niet past in hun huidige verdienmodel. Immers betaalt de klant de energierekening en alle aanpassingen om energiegebruik terug te dringen kosten geld. Geld dat geïnvesteerd dient te worden door het datacenter. Het korte termijn investeringsnadeel voor het datacenter krijgt helaas veelal de voorkeur boven de enorme voordelen op lange termijn voor zowel de rentabiliteit van het datacenter als voor de samenleving.
Wat is nodig om de benodigde omslag te bewerkstelligen?
De datacenters hebben zich in Nederland verenigd in de DDA (Dutch Datacenter Association) en dat gebeurt in vrijwel alle (Europese) landen die de belangen van datacenters verdedigen richting overheid. Daardoor kunnen ze zich sterker verdedigen tegen hun onwelgevallige voorgestelde maatregelen. Gezien het belang van de sector krijgen ze zo ook meer gehoor.
Het is essentieel dat in dit verband de maatschappelijke verantwoordelijkheid en energietransitie van datacenters hoog op de agenda komt te staan, iets dat ook goed past bij een industrie die innovatief wil zijn. Juist van een industrie waar veel geld verdiend wordt, die een cruciale rol in de samenleving heeft en die steeds meer beschouwd wordt als grote vervuiler, mag een actievere rol worden verwacht. .
Hogere machten kunnen zich ook gaan mengen om de omslag te bewerkstelligen. Eén van die machten is natuurlijk de overheid, op gemeentelijk, provinciaal, landelijk en Europees niveau.
Een belangrijke reden voor de overheid om een transitie van lucht- naar vloeistofgekoelde systemen op te leggen is dat het ‘restproduct’ warmte van vloeistof systemen van groot praktisch nut is voor warmtenetten, zwembaden, kassen of fabrieken en ga zo maar door. Daarmee transformeert een datacenter zich van een grote koelfabriek tot de warmtecentrale van de toekomst en krijgt daarmee steeds meer de functie van nutsbedrijf.
Deze functie is iets waar de overheid ook nog over na moet denken, want voor zover mij bekend mag binnen de huidige wetgeving een datacenter zijn warmte niet verkopen aan particulieren.
De trend van veel bedrijven (en ook overheden) is het sluiten van de eigen datacenters en de data ‘in de cloud’ onder te brengen. Dat is het verschuiven van het probleem. Want wat veel mensen zich niet realiseren, is dat ‘de cloud’ ook gewoon gehost wordt in datacenters! Ik trek hier graag een parallel naar het verschepen van ons westerse afval naar derde wereldlanden. Opgeruimd staat netjes? Nou nee dus, dus waarom zouden we met data weer net zo slordig omgaan?
Overheid, geef het goede voorbeeld!
Het zou de overheid sieren om het goede voorbeeld te geven door de eigen datacenters om te laten bouwen. Dit hoeft niet in één keer, maar kan gefaseerd gebeuren waarbij alles wat aan vernieuwing toe is anders wordt ingericht . Wat nog werkt hoef je dan niet weg te gooien en is daarmee vooralsnog efficiënter.
Dan is de logische vervolgstap een verbod op nieuwbouw van datacenters zonder vloeistofkoeling net zoals nu in veel steden milieu zones zijn gemaakt en waar gemeenten hele wagenpark aan het elektrificeren zijn. Natuurlijk kan men ook met goede criteria komen die toe te passen zijn in vergunningen. Een daarvan kan de PUE norm zijn, die echter beter vervangen kan worden door een CUE (Carbon Usage Effectiveness).
De milieuwinst is enorm en de tijd is er rijp voor. Dus waar wachten we op!
Job Witteman is one of the founders and CEO of iXora and can be seen as one of the fathers of the Internet; he founded the Amsterdam Internet Exchange in 1997, one of the foundations of the Internet as we still know it today. The Ams-IX is to date one of the three largest Internet exchanges in the world, located globally and relaying more than a Terabit per second.
Job was CEO at the Ams-IX until end of 2017. Job knows data centers, telecom/internet and hosting providers like the back of his hand and is internationally familiar with the political ways surrounding the Internet. At iXora he is one of the minds behind the 19″-compatibility of the product to make sure all existing data centers are compatible with the iXora immersive cooling solutions.
