Los equipos de TI deben asumir más responsabilidad en la sostenibilidad de los centros de datos

Los chips de servidor de última generación están llamando la atención por su potencial para aumentar el rendimiento, pero estos se calientan más que los diseños más antiguos y los operadores de centros de datos deberán esforzarse por averiguar qué hacer con la limitada orientación que proveen los fabricantes de chips.

Al mismo tiempo, va a aumentar el escrutinio sobre el papel que los equipos de TI pueden desempeñar en los esfuerzos de eficiencia energética. Estas tendencias interrelacionadas son algunas de las principales predicciones del Uptime Institute para los centros de datos este 2023.

"Los operadores tendrán problemas con los nuevos chips de servidor, más calientes", dijo Jacqueline Davis, analista de investigación de Uptime, durante una conferencia web sobre las predicciones del instituto para los centros de datos en 2023. Mientras tanto, "la atención a la eficiencia energética se va a ampliar para incluir el propio equipo informático, algo que creemos que llega con retraso".

 

Aumenta el calor de los servidores

Los centros de datos que se construyen hoy deben seguir siendo económicamente competitivos y técnicamente capaces durante 10 o 15 años, pero las nuevas tecnologías de chips están haciendo que los operadores se cuestionen las pautas tradicionales de diseño de los centros de datos.

"El diseño de los centros de datos debe responder a los requisitos de potencia y refrigeración de los servidores y, durante años, éstos han sido constantes. Los diseñadores podían planificar de cuatro a seis kilovatios por rack", afirma Daniel Bizo, director de investigación de Uptime. "Las sucesivas renovaciones de TI no requerían actualizaciones de la infraestructura de alimentación o refrigeración".

Ahora eso está cambiando. La densidad de potencia por rack y por chasis de servidor está aumentando. Los procesadores Xeon Scalable de cuarta generación de Intel, cuyo nombre en clave es Sapphire Rapids, tienen una potencia de diseño térmico (TDP) de hasta 350 vatios, por ejemplo, y los procesadores Epyc de cuarta generación de AMD, cuyo nombre en clave es Genoa, tienen una TDP de hasta 360 vatios.

"En los próximos años, se prevén procesadores para servidores con un TDP de entre 500 y 600 vatios", afirma Bizo, "por lo que esta tendencia pronto empezará a desestabilizar las hipótesis de diseño de las instalaciones, ya que veremos cómo los servidores de uso general se acercan o superan el kilovatio cada uno".

Los sistemas especializados de computación de alto rendimiento (HPC) basados en GPU ya pueden requerir cientos de vatios por chip en su pico de potencia. Además de la elevada potencia térmica, tienen límites de temperatura más bajos.

"De hecho, suponen un doble obstáculo para los sistemas de refrigeración, porque producen más potencia térmica y muchos de ellos también van a necesitar temperaturas de funcionamiento más bajas", explica Bizo. Eliminar una gran cantidad de calor para alcanzar temperaturas bajas es un reto técnico y eso va a empujar a los operadores a enfocar la refrigeración de otra manera, dijo. Por ejemplo, algunos operadores de centros de datos estudiarán la posibilidad de admitir refrigeración líquida directa.

El dilema de diseño que plantean las aplicaciones HPC de nicho puede considerarse una advertencia temprana de los retos de consumo energético y refrigeración que los procesadores de alto TDP traerán al mercado general de servidores empresariales. "Ahora habrá que especular un poco", afirma Bizo. "¿Cuál será la potencia de un rack informático típico? ¿Qué potencia tendrán los racks de alta densidad? ¿Qué modos de refrigeración deberán soportar los centros de datos a finales de esta década?".

Un enfoque conservador podría ser continuar con diseños de racks de baja densidad, pero eso aumenta el riesgo de que un centro de datos quede demasiado limitado o incluso obsoleto antes de tiempo. Sin embargo, un enfoque de diseño más agresivo que exija racks muy densificados aumenta el riesgo de gastar demasiado en capacidad y prestaciones infrautilizadas, advirtió Bizo.

"Los operadores van a enfrentarse a varias opciones a la hora de gestionar las tecnologías informáticas de nueva generación. Pueden restringir la temperatura del aire y aceptar una penalización por eficiencia. O, como recomienda ASHRAE con su [norma térmica] de clase H1, pueden crear entornos dedicados a estos sistemas informáticos de temperatura restringida para minimizar el impacto en la eficiencia de las instalaciones. O pueden facilitar la conversión a la refrigeración líquida directa", explica Bizo. "Aunque la física de los semiconductores es el motor físico subyacente, la economía de las infraestructuras va a determinar el resultado para el diseño y las operaciones de los centros de datos. Y con poca orientación por parte de los fabricantes de chips, la adaptabilidad va a ser clave".

 

La eficiencia energética se traslada a las TI

Uptime predice que seguirá aumentando la presión sobre las empresas y los operadores de centros de datos para que ofrezcan una mayor eficiencia informática.

En el pasado, la responsabilidad recaía en las instalaciones. Los operadores de centros de datos, sobre los que recaía el peso de las exigencias de sostenibilidad y eficiencia, han mejorado enormemente la eficacia en el uso de la energía (PUE) en los últimos 15 años, según Bizo. (El PUE mide la relación entre la energía utilizada por los equipos informáticos y la energía utilizada por todo el centro de datos). Gracias a iniciativas como la separación del aire, la flexibilización de la temperatura y un control más estricto de la refrigeración, los ventiladores y la distribución de energía, así como el uso de fuentes de energía renovables, las instalaciones son mucho más eficientes en el uso de sus recursos.

"Los operadores de centros de datos han estado haciendo bastantes cosas en favor de la sostenibilidad. Al mismo tiempo, las TI, en general, han estado ausentes de estos debates", afirma Bizo. "Esto es cada vez más insostenible. ¿Por qué? Pues sencillamente porque lo que queda en términos de mejora de la eficiencia está oculto en el rendimiento energético de TI".

La presión está aumentando en cuatro áreas clave, según Uptime:

• Resistencia municipal a nuevos grandes centros de datos: Desde 2019, las preocupaciones sobre la disponibilidad de energía y tierra han llevado a mayores restricciones en la construcción de nuevos centros de datos, y es probable que se intensifique. En Frankfurt, Alemania, por ejemplo, las nuevas construcciones de nube y colocación se están restringiendo a zonas específicas por la preocupación por el uso del suelo en expansión y los cambios en el horizonte de la ciudad.
• Disponibilidad limitada de la red eléctrica para soportar la creciente capacidad de los centros de datos: Uptime citó dos zonas -Dublín (Irlanda) y el norte de Virginia- donde las redes eléctricas están bajo presión y las compañías eléctricas han interrumpido o limitado las nuevas conexiones por falta de capacidad de generación o transmisión.
• Aumento de la normativa que regula la sostenibilidad y la reducción de emisiones de carbono, y requisitos de información más estrictos: En la Unión Europea, los centros de datos se enfrentan a nuevos y más detallados requisitos de información sobre el consumo de energía y, por ejemplo, tendrán que hacer públicas sus métricas de rendimiento energético. Según Uptime, en Estados Unidos están surgiendo iniciativas similares.
• Altos costes energéticos: Los precios de la energía y, en consecuencia, los precios de la electricidad estaban en una trayectoria ascendente antes de la invasión rusa de Ucrania. Los precios mayoristas a plazo de la electricidad ya se dispararon en los mercados europeo y estadounidense en 2021. La trayectoria sigue siendo de encarecimiento de la energía, lo que está creando un entorno propicio a la volatilidad.

 

Hacer frente a los altos precios de la energía, los informes sobre emisiones de carbono y los déficits de capacidad de la red siempre ha sido competencia de los operadores de instalaciones. Pero el rendimiento de las instalaciones es cada vez menor: según Uptime, las grandes intervenciones aportan cada vez menos beneficios. En cambio, las TI están maduras para mejorar el rendimiento energético de los centros de datos, concretamente en el área del hardware de servidor.

El hardware de servidor infrautilizado e ineficiente es un área clave en la que TI puede mejorar el rendimiento energético. Por ejemplo, disponer de menos servidores con métricas de rendimiento más elevadas podría suponer un ahorro de energía. Los informáticos pueden elegir mejor la configuración del hardware y utilizar la consolidación dinámica de cargas de trabajo, señala Bizo. Las funciones de gestión de la energía, como los estados de ahorro de energía y las funciones de estrangulamiento de energía, también podrían aportar importantes ganancias de eficiencia energética.

La necesidad de mejorar la arquitectura de la infraestructura informática para conseguir una mayor eficiencia energética no hará sino aumentar. Cada vatio ahorrado por las TI reduce presiones en otros ámbitos, y los requisitos de información pronto revelarán el potencial de mayor eficiencia energética oculto en la infraestructura de TI, afirma Uptime.

"De los equipos de infraestructura y operaciones de TI se esperará, muy pronto, que demuestren que están haciendo todo lo posible para mejorar la utilización típica de la infraestructura de servidores", afirma Bizo.

 

Geopolítica, nube y costes de los centros de datos

Para recapitular, dos de las predicciones de Uptime para 2023 harán que los departamentos de TI presten más atención al hardware de los servidores: las demandas de energía aumentan a medida que los procesadores de servidores de mayor potencia llegan al mercado; y las expectativas de eficiencia energética recaen ahora en los equipos de TI, no sólo en los de instalaciones.

Completan las cinco predicciones de Uptime sobre centros de datos para 2023:

• La geopolítica seguirá agravando las preocupaciones sobre la cadena de suministro: Uptime cita las tensiones políticas entre la alianza occidental liderada por Estados Unidos, China y Rusia, que están aumentando el riesgo de interrupciones en la cadena de suministro. Las cadenas de suministro de semiconductores y los sistemas de cable submarino son especialmente vulnerables a posibles enfrentamientos económicos y militares, predice la empresa.
• Las migraciones a la nube se enfrentarán a un mayor escrutinio: En un periodo de tensión e incertidumbre económica, el coste de la migración y la amenaza de una espiral de costes en la nube ralentizarán o disuadirán algunas migraciones de misión crítica, predice Uptime.
• Aumentarán los costes de los centros de datos: Los costes de las instalaciones de TI y de los centros de datos han tendido a la baja en los últimos años. Esta tendencia ha llegado a su fin y los precios van a subir, según Uptime. Los problemas en la cadena de suministro, la subida de los precios de la energía y el encarecimiento de la mano de obra han contribuido al aumento de los costes. Esto no significa que los precios más altos vayan a frenar la demanda de centros de datos, pero es probable que impulsen nuevos esfuerzos para mejorar la eficiencia.