Analysis and Forming of Energy Efficiency and GreenIT Metrics Framework for Sonera Helsinki Data Center HDC

Abstract

The two objectives of this thesis were to investigate and evaluate the most suitable set of energy efficiency metrics for Sonera Helsinki Data Center (HDC), and to analyze which energy efficient technologies could be implemented and in what order to gain most impact. Sustainable IT is a complex matter, and it has two components. First and the more complex matter is the energy efficiency and energy-proportionality of the IT environment. The second is the use of renewable energy sources. Both of these need to be addressed.

This thesis is a theoretical study, and it focuses on energy efficiency. The use of off-site renewables is outside of the scope of this thesis. The main aim of this thesis is to improve energy efficiency through effective metric framework. In the final metric framework, metrics that target renewable energy usage in the data center are included as they are important from CO2 emission reduction perspective. The selection of energy efficient solutions in this thesis are examples from most important data center technology categories, and do not try to cover the whole array of different solutions to improve energy efficiency in a data center.

The ontological goal is to present main energy efficiency metrics available in scientific discourse, and also present examples of energy efficient solutions in most energy consuming technology domains inside the data center. Even though some of the concepts are quite abstract, realism is taken into account in every analysis. The epistemology in this thesis is based on scientific articles that include empirical validation and scientific peer review. This forms the origin of the used knowledge and the nature of this knowledge.

The findings from this thesis are considered valid and reliable based on the epistemology of scientific articles, and by using the actual planning documents of Sonera HDC. The reasoning in this thesis is done in abstracto, but there are many empirical results that qualify the results also as ´in concreto´. Findings are significant for Sonera HDC but they are also applicable for any general data center project or company seeking energy efficiency in their data centers.

Lopputyöllä on kaksi päätavoitetta. Ensimmäinen tavoite on löytää sopivin mittausviitekehys energiatehokkuuden osoittamiseksi Sonera Helsinki Datakeskukselle (HDC). Toisena tavoitteena on analysoida, mitä energiatehokkaita ratkaisuja tulisi implementoida ja missä järjestyksessä, saavuttaakseen mahdollisimman ison vaikutuksen. Vihreä IT on monimutkainen asia ja samalla siihen liittyy kaksi eri komponenttia. Ensimmäisenä komponenttina, ja merkityksellisempänä sekä monimutkaisempana, on energiatehokkuus ja energian kulutuksen mukautuvuus suhteessa työkuormaan. Toinen komponentti vihreän IT:n osalta on uusiutuvien energialähteiden käyttäminen. Molemmat komponentit on huomioitava.

Lopputyö on teoreettinen tutkimus. Lopputyön ontologinen tavoite on esittää keskeisimmät energiatehokkuusmittarit, jotka ovat saatavilla tieteellisessä keskustelussa, ja esittää myös esimerkkejä energiatehokkaista ratkaisuista teknologia-alueisiin, jotka kuluttavat eniten energiaa data keskuksissa. Vaikka osa esitetyistä ratkaisuista on melko abstraktissa todellisuudessa, realismi on pyritty ottamaan huomioon arvioita tehdessä. Epistemologisesti tämä lopputyö perustuu tieteellisiin artikkeleihin, joissa on tehty empiiristä validointia ja tiedeyhteisön vertaisarviointia tiedon totuusarvosta. Kirjoittaja pyrkii välttämään oman arvomaailman ja subjektiivisen näkemyksen tuomista analyysiin pyrkimällä enemmänkin arvioimaan ratkaisuja perustuen päätavoitteeseen, joka on sekä lisätä energiatehokkuutta että vähentää CO2 -päästöjä datakeskuksessa.

Lopputyön löydökset todetaan valideiksi ja luotettaviksi, koska ne perustuvat tieteellisten artikkeleiden epistemologiaan ja siihen, että arvioinnin pohjana on käytetty todellisia Sonera HDC -projektin suunnitteludokumentteja. Päätelmät ja analyysit ovat abstrahoituja, mutta perustuvat empiirisiin tuloksiin, jotka koskevat käytännön tekemistä sekä valintoja. Löydökset ovat merkittäviä Sonera HDC -projektin kannalta, ja myös muille datakeskuksille, jotka haluavat toimia kestävän kehityksen pohjalta.