Seminario Sobre la Situación Actual y Prospectiva Energética en

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Patrones de Consumo de Energía en la Sociedad de la Información

Dr. Felipe Rolando Menchaca GarcíaAcadémico Titular

Profesor-Investigador del IPN

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AGENDA• Cambios en los Patrones de Consumo.

– Hogares en la sociedad de la información y el conocimiento.

– La oficina moderna– Aulas del siglo XXI

• Granjas de Servidores– Centros de Datos, Centros de Alojamiento de

Servicios Web y Computación por Demanda – Consumos de Energía.

• Granjas de Servidores vs. Grids

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Cambios en los Patrones de Consumo

La sociedad de la información y el conocimiento tendrá

un mayor consumo de

energía eléctrica

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Las TICS Hoy• México cuenta con un poco

menos de 15 computadoras por cada 100 habitantes (14.4 en 2007) y 5.5 suscriptores de Internet por cada 100 habitantes (2007)

• 22.7 de cada 100 habitantes tiene acceso a Internet.

• El 100% de la población tiene cobertura de la telefonía celular

• 98% de los hogares cuentan con televisión

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Las TICS Hoy• La convergencia tecnológica

provoca que la computadora con acceso a Internet se convierta en un instrumento cada vez más importante en el hogar.

• Entre los objetivos del milenio está el acceso universal a las TICS.

• México está muy lejos de alcanzar este objetivo, pero es imperativo llegar a él para tener mayor acceso a la educación, a la salud y al bienestar en general.

Pobl..: 307Millones

Pobl..: 107Millones

(71.5 %)

(22.1 %)

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TICS en los Hogares

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Las TICS Hoy – Crecimiento Anual

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Consumo en el hogar

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Porcentaje del Consumo Eléctrico• El consumo de un hogar típico

equipado con las comodidades actualmente más comunes es de poco mas de 350 kWh al bimestre.

• El consumo por el uso de la computadora representa menos del 10% del consumo total.

• Sin embargo es de esperarse que este porcentaje aumente a gran rapidez, porque la computadora tiende a ser un instrumento personal de trabajo

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La Oficina Moderna• El principal equipamiento de

la oficina moderna es la computadora, el acceso a Internet y el servicio telefónico.

• Sin embargo todos estos servicios que hoy se agrupan como TICS tienden a converger en un mismo equipo.

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Distribución de Usuarios

20 millones de hogares

115 mil2.38 millones

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El Aula del Siglo XXI• El aula presencial del

siglo XXI debe tener un fuerte apoyo de la computadora e Internet.

• O bien será una aula virtual

• Aulas para 30 personas tendrán un consumo bimestral promedio de alrededor de 2700 kWh

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Granjas de Servidores

Son edificios en los que se pueden alojar hasta varios cientos de miles de

computadoras conectadas a través de una red local de muy alta velocidad. Pueden dar

servicios de almacenamiento de datos, cómputo por demanda, comunicaciones o

Internet

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Granjas de Servidores• Una granja de servidores consume en promedio, entre 30 y 50 MWh al

día.• Debido a la industria de Internet, en gran parte, California (el estado

donde se encuentra Silicon Valley) está inmerso en una grave crisis energética.

• En Seattle, donde se encuentra la sede de Microsoft, se prevé la construcción de 24 granjas de servidores, y entre todas consumirán la misma cantidad de energía que la propia Seattle.

• Las granjas de Seattle contaminan al año tanto como 80 autobuses públicos.

• En Santa Clara, en pleno Silicon Valley, la mayor empresa de servidores del país, Exodus, cuenta con un centro de datos llamado SC4 que da servicio a 615 compañías. Uno de cada tres accionamientos que se hacen para navegar en Internet pasan por los servidores de Exodus, ya que entre sus clientes se encuentran Yahoo! y Microsoft.

• America Online (AOL) cuenta con dos granjas de servidores en Virginia para dar servicio a sus 16 millones de abonados.

Fuente: www. Ipmultimedia.com

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Plataforma de Google • A fecha de 2003, más de 15.000

servidores con procesadores Intel Celeron4 de 533 MHz y el Pentium III a 1,4 GHz dual

• Según Paul Strassman Google tendría en 2005 unos 200.000 servidores, mientras que algunas fuentes indican que el número de servidores podría haber alcanzado los 450.000 en 2006.1

• En 2003, uno o más discos duros de 80 GB por servidor y entre 2 y 4 GB de memoria RAM por máquina

RS 6000

Google está desarrollando un un centro de datos en The Dalles. El "Proyecto O2" se espera que incremente sustancialmente la capacidad de su red global permitiendo ejecutar miles de millones de búsquedas al día y un catálogo de otros servicios que cada vez crece más. El nuevo complejo tiene el tamaño de dos campos de fútbol con torres de refrigeración de cuatro pisos.

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Cómputo por Demanda “Cloud Computing”

• Los nuevos servicios de cómputo por demanda van a ofrecer Teraflops de capacidad de cómputo en línea a cada usuario potencial. Ello implica contar con inmensas granjas de servidores y anchos de banda.

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Granjas de Servidores vs. Grids• El grid es otro concepto de computación de alto

rendimiento que está compitiendo con los clusters y granjas de servidores.

• A través de la red, por medio del poderoso software que se ha venido desarrollando, es posible poner a trabajar millones de computadores con petabytes de capacidad de memoria, para ejecutar cualquier tarea de la era de la sociedad del conocimiento.

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Conclusiones y Recomendaciones• Están cambiando los patrones de consumo eléctrico de

todo tipo de usuarios. Los hogares tienden a depender cada día más de la computadora y el acceso a la red convergente mundial para satisfacer diversas de sus necesidades primarias.

• Una meta urgente es el acceso universal a la red convergente mundial. Aunque nuestro país está muy lejos de esta meta debe preverse el crecimiento de la industria y de los servicios de acceso a las TICs

• Va a crecer de manera muy importante la demanda de energía de los centros educativos.

• Las granjas de servidores son muy demandantes de energía eléctrica, representa hasta cientos de MWatts de carga. Y además deben operar las 24 horas. Es importante regular y normar este tipo de instalaciones

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Conclusiones y Recomendaciones• Es importante regular las instalaciones de los grades

centros de datos, tanto en materia de seguridad, como de demanda energética y contaminación ambiental.

• Es muy importante que instituciones como el FIDE contemplen con mucha seriedad el sector de las instalaciones de sistemas de cómputo de los diversos sectores

• Las nuevas granjas de servidores representan oportunidades propicias para desarrollar aplicaciones de las fuentes alternas de energía, como es la energía solar y eólica.

• Energía eléctrica + acceso a Internet + servicoos de cómputo = Bienestar

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Infografía• Anshul Gandhi, Mor Harchol-Balter, Rajarshi Das, Charles Lefurgy. “Optimal Power Allocation

in Server Farms”. Carnegie Melon University – IBM Research. 12 pages. http://delivery.acm.org/10.1145/1560000/1555368/p157- gandhi.pdf?key1=1555368&key2=9314539421&coll=GUIDE&dl=GUIDE&CFID=47473527&CF TOKEN=74405021

• Anshul Gandhi, Mor Harchol-Balter, Rajarshi Das, Charles Lefurgy. “Optimal Power Allocation in Server Farms”. 35 pages. http://reports-archive.adm.cs.cmu.edu/anon/2009/CMU-CS-09- 113.pdf

• Mark Blackburn, 1E Operations Work Group. “Five Ways to Save Server Power”. http://www.thegreengrid.org/~/media/TechForumPresentations/Five_Ways_to_Save_Server_Pow er.ashx?lang=en

• 2008 Silicon Valley Leadership Group. “Case Study: Modeling and Managing Server Power at Sun Microsystems”. https://microsite.accenture.com/svlgreport/Documents/pdf/case%20study_sun_powerassure4.pdf

• Google platform - Wikipedia, the free encyclopedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Google_platform• Server Farms. CIS 376-003. Emerging Technology Research Paper.

http://www.uaa.alaska.edu/cafe/resourcemodules/sustainability/upload/CIS-376-server-farms.pdf• Trevor Mudge. University of Michigan. Power: A First-Class Architectural Design Constraint.

http://www.eecs.umich.edu/~panalyzer/pdfs/Power__A_First_Class_Design_Constraint.pdf• Carlson Analytics Information Economy: Power.

http://www.caslon.com.au/economyguide22.htm• Dimitris Economou, Suzanne Rivoire, Christos Kozyrakis, Standford University; Partha

Ranganathan, HP Labs. “Full-System Power Analysis and Modeling for Server Environments”. http://www.hpl.hp.com/personal/Partha_Ranganathan/papers/2006/2006_mobs_mantis.pdf

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Infografía• Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE). “Guía

Práctica de la Energía. Consumo Eficiente y Responsable”. http://www.idae.es/guiaenergia/guiapracticacompleta.pdf

• “Cómo Calcular el Consumo de Energía Eléctrica dentro del Hogar”. http://www.conevyt.org.mx/recursos_multimedia/webquest/manos_ala /ahorro_energia.pdf

• altonivel. “Disminuye consumo de energía eléctrica en México”. http://www.altonivel.com.mx/notas/21816-Disminuye-consumo-de- energ%C3%ADa-el%C3%A9ctrica-en-M%C3%A9xico

• Fernando Gabriel Arroyo Cabañas. “Consumo de Energía Eléctrica en el Sector Residencial de la Ciudad de México”, http://www.energiaadebate.com.mx/Articulos/oct-nov- 2005/fernando_gabriel_arroyo_cabanas.htm

• World Bank. “Mexico at a glance”. http://devdata.worldbank.org/AAG/mex_aag.pdf

• Markoff, John; Hansell, Saul. "Google's quasi-secret power play." San Diego Union Tribune. J14 de junio de 2006. Consultado el 10 de julio de 2006.