Az adatközpont és hálózati terem infrastruktúra üzemeltetojét terhelo költségek meghatározása White Paper #6 2. kiadás
Összefoglalás Példákkal mutatjuk be az adatközpont és hálózati terem fizikai infrastruktúrájának és az ezzel kapcsolatos, a tulajdonost terhelo költségeinek meghatározását és összevetjük a teljes IT infrastruktúrával. A legfontosabb költségtényezoket is meghatározzuk. A legnagyobb költségtényezorol kimutatjuk, hogy az infrastruktúra túlméretezésébol adódó felesleges kiadás.? 2004 American Power Conversion Corporation. Minden jog fenntartva. Rev 2003-2 2
Bevezetés A hálózati termek és adatközpontok fizikai infrastruktúrájára vonatkozó költségek becslése és követése szükséges a befektetés megtérülésének elemzéséhez és egyéb, az üzletmenetet érinto döntésekhez. Ráadásul, a tulajdonost terhelo költség meghatározó tételeinek fel/megismerése bepillantást enged a költségek ellenorzési lehetoségeibe. Számos felhasználó meglepodik, amikor végiggondolja, hogy a fizikai infrastruktúrát üzemeltetoterhelo költsége hasonló vagy még magasabb, mint a támogatott IT berendezéseké. A tanulmányban bemutatjuk a fizikai adatközpont és hálózati terem üzemeltetojét terhelo költségek kiszámítási módszerét. Ebben a környezetben a fizikai infrastruktúra jelenti mindazon berendezéseket, amelyek az IT berendezések áramellátását, hutését és fizikai védelmét biztosítják, de nem magukat az informatikai berendezéseket. Az adatközpont fizikai infrastruktúrájának tulajdonosát terhelo költség meghatározására nincsenek elfogadott szabályok. A különbözo tokeberuházási és muködési költségek összeadásának egyszeru módszere biztosít ugyan rálátást a teljes pénzbeli kiadásra, de nem számol a berendezés kihasználásával. Nézzük meg két adatközpont esetét, amelyek 100 kw kapacitásúak és ugyanolyan felépítésuek: az egyik esetben a hely- és energiakapacitás 100%-ban kihasznált, a másikban az adatközpont mindössze egy 2 kw-os IT berendezést tartalmaz. Amíg a két berendezés muködtetésének költsége élettartalmuk alatt hasonló, a befektetés hasznos megtérülése teljesen különbözo. Teljes kihasználás esetében az adatközpont tulajdonosát terhelo költség megoszlik a sok, hasznos szolgáltatást nyújtó IT berendezés között. Az alig kihasznált berendezés esetében a fizikai adatközpont infrastruktúra költségének teljes terhét annak az egyetlen rack-nek kell viselnie. Ha a fizikai adatközpont vagy hálózati terem infrastruktúrájának az üzemeltetot terhelo költségét az elvégzett hasznos munka szempontjából nézzük, azaz, az általa támogatott IT berendezések számát, akkor a kihasználatlanság szokatlanul magas költséghez vezethet. Ez a tanulmány, hogy amennyiben az üzemeltetot terhelo költséget az elvégzett hasznos munka szempontjából tekintjük, az egyetlen nagyobb költségtényezo az adatközpont és a hálózati terem fizikai infrastruktúrájának az üzemeltetore háruló költségébol a kihasználatlan infrastruktúrának a rezsiköltsége. A legjobb beruházási megtérülés, amit egy adatközpont megtervezoje tehet a fizikai infrastruktúrával kapcsolatban, a helyes méretezés. A helyes méretezésbol eredo gyakorlati és valós pénzügyi megtérülés számszeruen meghatározható.? 2004 American Power Conversion Corporation. Minden jog fenntartva. Rev 2003-2 3
Az üzemeltetot terhelo költség és az elvégzett hasznos munka aránya A legtöbb próbálkozás a tulajdonost terhelo költség meghatározására végül a tulajdonost terhelo költség adatközpontként vagy per adatközpont kw-ban kifejezett teljesítményként adják meg. Ezek az értékek az elvégzett hasznos munka szempontjából nem használhatók fel és az IT személyzetet sem segítik a projekt beruházás-megtérülésének (ROI) meghatározásában. Egyáltalán nem segíti azt az egyéni próbálkozást, hogy meghatározzák egy új IT alkalmazás üzembe helyezésének az üzemeltetot terhelo költségét egy már létezo adatközpontban vagy hálózati teremben. A fizikai infrastruktúrának van egy egysége, amelyet általában mind a létesítmény kezeloje, mind az IT személyzet ismer maga a rack. Egy rack energia-, hutési és területi követelménye meglehetosen jól szabványosított a szolgáltatás szempontjából. A rack-ekbe féro IT funkcionalitás és berendezésmennyiség elég világos az IT emberek számára. Ez a felismerés vezetett ahhoz a koncepcióhoz, hogy egy szolgáltatás/létesítmény infrastruktúrája rackben vagy rack egységekben legyen kifejezve; és egyre szélesebb körökben kezdik elfogadni. Ebben az esetben a rack kifejezés utalhat egy nyitott vázú rackre vagy rackszekrényre, valamint hagyományos szekrényekre, mint pl. a mainframe számítógépek és nagy tároló-rendszerek. Kutatások kimutatták, hogy egy adatközpontot átlagosan csak kapacitásának 30%-ig használják ki. Amíg néhány adatközpont kihasználtsága 90% vagy még több, ugyanannyi van, aminek csak 10%-a kihasznált. Továbbá az adatközpont kihasználtsága élettartama alatt egy viszonylag egyenletes minta szerint változik. A kihasználtság aránya és annak idobeli változása a tulajdonost terhelo költség modellezésének fontos tényezoje. Ebben az anyagban, egy tipikus modellt (1. ábra) használunk. Ezt a témát tárgyalja részletesebben az APC 37. számú tanulmánya, melynek címe a Az adatközpont és hálózati terem infrastruktúrájának túlméretezésével kapcsolatos költségek elkerülése.? 2004 American Power Conversion Corporation. Minden jog fenntartva. Rev 2003-2 4
1. ábra Az adatközpont áramellátási infrastruktúrájának kihasználtsági aránya az élettartama alatt 120% 100% Installált energiakapacitás 80% 60% Várható energiaigényt 40% Valós energiaigény 20% 0% 0 5 10 Üzembehelyezés óta eltelt évek száma Ha a költséget rackenként fejezzük ki, az adatközpont vagy a hálózati terem teljes költsége megoszlik a kihasznált rackek között. Így nem keletkezik elosztatlan rezsiköltség és az adatközpont vagy hálózati terem fizikai infrastruktúrájával kapcsolatos költségek pontosabban és közvetlenül összefüggésbe hozhatók az IT infrastruktúrával.. Példa Az üzemeltetore háruló költség és annak rackenkénti meghatározása jelentos mennyiségu adatot igényel a beruházási-, technológiai (tervezési), üzembehelyezési és muködési költségrol a fizikai adatközpont vagy hálózati terem különbözo összetevoire lebontva, valamint a tervezéssel kapcsolatos paraméterekrol mint pl. m2/rack, W/rack, alkalmazási ütemterv, várható élettartam, redundancia lehetoségek stb. Az alábbi bekezdésekben megadott adatokra kiszámoltuk a tulajdonosra háruló költséget (TCO) az APC TCO kalkulátor programját alkalmazva, amelyet az APC 1 Availability Science Center (rendelkezésre állásért felelos tudományos központ) fejlesztett ki és üzemeltet a www.apcc.com/tools/isx/tco weboldalon. A TCO kalkulátor úgy lett beállítva, hogy a berendezés beruházási, tervezési, üzembehelyezési és mukö- 1 A TCO kalkulátor specifikus alkalmazásához további információkért keresse az Availablity Centert az ACS@apcc.com emailcímen.? 2004 American Power Conversion Corporation. Minden jog fenntartva. Rev 2003-2 5
dési költségének az átlagát használja. A bemutatott eredmények ipari és helyi átlagokon alapuló értékeket tükröznek. A kihasználtsági adatról feltételezzük, hogy az elozo 1. ábra profilja fejezi ki.. Egy adatközpont üzemeltetési költségének meghatározásához definiáltunk egy tipikus adatközpontot, amely a következo paraméterekkel rendelkezik:: Energia igény: 100 kw Energia igény : 100 kw: 50W/sq ft Élettartam: 10 years Átlagos, rack-enkénti energia: 1500W Redundancia: 2N A tesztek igazolják, hogy ezeknek a paramétereknek a jellemzo határokon belüli változtatása nem befolyásolja lényegesen ennek a tanulmánynak az eredményeit és következtetéseit.? 2004 American Power Conversion Corporation. Minden jog fenntartva. Rev 2003-2 6
Megállapítások Egy adatközpont rackjének élettartama alatt a teljes üzemeltetési költség hozzávetoleg 120 ezer dollár. Számos esetben ez a költség összehasonlítható egy IT berendezés költségével, amelyet a rack valószínuleg tartamaz az adatközpont élettartalam alatt. A rackenkénti élettartam alatti 120 ezer dollárnak kb. fele a beruházási költség és a fele a muködtetési költség. Ezek a költségek a 2. ábrán bemutatott kategóriákra bonthatóak le. 2 ábra A tulajdonost terhelo költség összetevoinek lebontása egy tipikus rack esetén egy magas rendelkezésre állású 2N adatközpontra Huto-berendezést 8% Rackek 3% Fejlesztések 8% Áramellátási berendezések 36% Hely 9% Szerviz 17% Áram 19% Áttekintve a tulajdonost terhelo költség összetevoinek lebontását, betekintést kaphatunk ezeknek a költségeknek az ellenorzési és csökkentési lehetoségeire a különbözo területeken..? 2004 American Power Conversion Corporation. Minden jog fenntartva. Rev 2003-2 7
A teljes üzemeltetésiköltség ellenorzési lehetoségei Nyilvánvaló, hogy milyen sokféle stratégia létezik a teljes üzemeltetési költség ellenorzésére. Ezek között van a hatékony fejlesztés, a jobb tervezés, a rendszer helyes méretezése, közvetett költségek, önellátás stb. A TCO kalkulátor használatával lehetoség nyílik megvizsgálni a különbözo forgatókönyvek hatását a teljes üzemeltetési költségekre annak érdekében, hogy meghatározzuk a vizsgálódás és a befektetés leginkább megtérülo területeit. Egy tipikus 2N adatközpontra vagy hálózati teremre az egy rackre jutó TCO megtakarítást, amely a különbözo lehetoségek megvizsgálásából ered az alábiakban foglaljuk össze: Forgatókönyv 2%-kal jobb elektromos hatékonyságú áramellátási berendezés vásárlása Egy rackre jutó TCO (teljes üzemeltetési költség) megtakarítás 1472 $ 1,1% kw/h-ként 1 centtel csökkenti az áram díjat 3100 $ 2,4% Nem szükséges az emelt padló 4200 $ 3,3% A hutési teljesítmény együtthatóját 100%-kal növeli 5500 $ 4,3% Költés nélkül nyerünk teret 12000 $ 9,4% Minden fontos berendezéshez az átlagostól 50%-al olcsóbban lehet hozzájutni A rendszer helyes méretezése az aktuális igényeknek követelményeknek megfeleloen 15700 $ 12,3% 76400 $ 60,1% TCO megtakarítás % A táblázatban az egy rackre jutó megtakarításból tehát bármilyen méretu adatközpontra vagy hálózati teremre ki lehet számítani a megtakarítást úgy, hogy megszorozzuk az abban lévo rackek számával. Megjegyezzük, hogy minden esetben jelentos megtakarítás érheto el, ha a tipikus hagyományos tervezéssel hasonlítjuk össze, de a haszon kinyerésének megvalósíthatósága nem biztos. A rendszer helyes méretezése biztosítja a legnagyobb lehetséges hasznot a fenti lehetoségek közül. Ez a túlméretezés hatásának köszönheto, amit korábban leírtunk és összefoglaltunk az 1. ábrán. A helyes méretezésbol nagy megtakarítások érhetok el mert A) az az adatközpont vagy hálózati terem infrastruktúra, amit sohasem használnak, az soha sem lesz kihasználva és B) az az adatközpont vagy hálózati terem infrastruktúra, ami szükséges addig nincs kiépítve, amíg nincs rá szükség.? 2004 American Power Conversion Corporation. Minden jog fenntartva. Rev 2003-2 8
A helyes méretezés gyakorlati elonyei A túlméretezést elkerülni segíto alkalmazási stratégiáról az elozo részben/bekezdésben bemutattuk, hogy az infrastruktúra költségét 60%-kal is képes csökkenteni. Egy ideális adatközpont vagy hálózati terem felépítése helyesen méretezett és csak az infrastruktúrának azon költségeit vonná magával, amik adott idoben valóban szükségesek. Az elméletileg elérheto lehetséges megtakarításhoz az adatközpont vagy hálózati terem felépítésében csak az adott pillanatban szükséges hutési és áramellátási berendezések kellenének, csak az adott pillanatban igényelt helyet foglalná el, és csak a valóban használt fontos infrastruktúra kapacitás muködési költségeit magán viselni. Tökéletesen skálázható lenne. Mivel egy ilyen ideális felépítés jelenleg nem megvalósítható, praktikus és költséghatékony úgy megközelíteni az adatközpont és hálózati terem alkalmazását, hogy az skálázható és moduláris legyen, annak érdekében, hogy a helyes méretezésbol eredo költség nagy része megtakarítható legyen. A napjainkban rendelkezésre álló technológia felhasználásával az adatközpont és a hálózati terem számos eleme, mint pl. a szünetmentes tápegység, az áramelosztó és a légkondicionáló moduláris és skálázható módon alkalmazható. Egy ilyen skálázható felépítésre példa az APC InfraStruXure architektúrája. Amikor ilyen komponenseket használnak fel és idovel a valós igényekhez igazítják, a költségmegtakarítás nem csak magán a berendezésen realizálódik, hanem a szolgáltatási szerzodéseken és a áramellátásban is. Az adatközpont teljes költségének számos összetevoje van, amelyeket az ido elteltével nehéz skálázni és tipikusan szembeötloek, mint pl. a létesítményfejlesztés, kapcsolóberendezések, tervezési költségek. Amikor a moduláris, skálázható technológiát olyan mértékig használják ki, ami jelenleg praktikus, a TCO kalkulátor a helyes méretezésbol adódó elvi megtakarítást hozzávetoleg 50%-ra becsüli. Ez az eredmény a 3. ábrán látható.? 2004 American Power Conversion Corporation. Minden jog fenntartva. Rev 2003-2 9
3. ábra A rackenkénti élettartam alatti költség három fajta adatközpontra és hálózati terem infrastruktúra típusokra Élettartam alatti tokeberuházás Élettartam alatti muködési költség A rack-enkénti élettartam alatti költség 140 120 100 80 60 40 20 0 Hagyományos 30%-os megtakarítás a hagyományos kiépítéshez képest Gyakorlati skálázhatóság Infrastruktúra felépítési típus Tökéletes skálázhatóság A 3. ábra példája alapján a gyakorlati skálázhatóságú kategóriában a megtakarítás nem éri el az elméleti vagy a tökéletes skálázhatóság szintjét, mert még nem létezik gyarkolatban skálázható technológia, ami lehetové tenné, hogy az adatközpont elemeit, mint a tuzvédelmi berendezéseket, emelt padlót, helyigényt vagy a kapcsolókat moduláris és skálázható módon alkalmazzák. Továbbá néhány elem, mint például a szünetmentes tápegység, nem alkalmazható minimális kiépítésben úgy, hogy pontosan illeszkedjen a terhelés követelményeihez, de lépésenként építendo ki, a biztonsági elvárásoknak megfeleloen. A megtakarítás 65%-a a gyarkolati skálázhatóság példájából a tokeberuházás csökkenésébol származik és 35%-a a muködési költség megtakarítása. A skálázható technológiák alkalmazásával a cash-flow igény minden évben egyre kisebb és a legnagyobb megtakarítás az elso évben érheto el. Hagyományos tervezésu megközelítések esetén a toke 90%-a jellemzoen az elso évben kerül befektetésre, mégis ekkor lehet a legkisebb a berendezés kihasználtsága és ebben az esetben a jövobeli igényekrol is csak nagyon kevés információ van. Ez megnehezíti a befektetés igazolását a beruházás megtérülése alapján. A kapott költségmegtakarítás speciális helyzetekben változik az adott projekt feltételezései és megszorításai szerint; a pontosabb becslés érdekében a teljes üzemeltetési költséget számító kalkulátorban helyspecifikus adatokkal kell számolni.? 2004 American Power Conversion Corporation. Minden jog fenntartva. Rev 2003-2 10
Következtetések Egy adatközpont és hálózati terem fizikai infrastruktúrájának a teljes üzemeltetési költség rackenként történo kifejezése normát nyújt az üzemeltetési költségekméréséhez és olyan mértékegységet biztosít, amely használható adatközpontok és hálózati termek összehasonlítására és a különbözo tervezési megközelítések összehasonlítására. Bemutattuk a TCO kalkulátor és módszer hasznát. Ez az eszköz lehetové teszi a költségértékelést ellenorzo stratégiákat és megbecsüli a tulajdonost terhelo költséget specifikus installációkhoz. A rackenkénti élettartam alatti TCO egy magas hozzáférhetoségu adatközpontra hozzávetoleg 120 ezer dollár. Ennek a költségnek a legfobb eleme az infrastruktúra túlméretezése és átlagosan 30%-os költségmegtakarítás érheto el a gyakorlatias tervezésu technológiák felhasználásval, melyek moduláris és skálázható adatközpont infrastruktúrát használnak fel.? 2004 American Power Conversion Corporation. Minden jog fenntartva. Rev 2003-2 11