Situace
Společnost Toyota Motor Czech zastupuje na českém automobilovém trhu nadnárodní skupinu Toyota Motor Corporation, která je nejvíce známá výrobou osobních a užitkových vozidel Toyota. Proaktivní přístup v oblasti ekologie projevila společnost Toyota Motor Corporation například uvedením modelové řady osobního automobilu Prius. Nasazení desktopového operačního systému Windows 7 je tedy jedním zdalších kroků, jak snížit tzv. ekologickou stopu společnosti a zároveň docílit snížení celkových nákladů na vlastnictví uživatelských stanic. Stávající operační systém Windows XP nemohl nabídnout takové možnosti správy napájení, a tak bylo po analýze možností přistoupeno knasazení operačního systému Windows 7 a instalaci Windows Server 2008 R2 srolí doménového řadiče pro správu skupinových zásad.
Cíle
Cílem nasazení Windows 7 jako desktopový operační systém bylo snížení nákladů na vlastnictví vrámci provozu klientských stanic. Provozními náklady se rozumí náklady nutné na provoz počítačových stanic. Mezi takové náklady lze zařadit:
-
Nová skupinová správa napájení a energetické efektivity
-
Analýza finanční efektivity ze střednědobého a dlouhodobého hlediska
-
Pilotní provoz pro nasazení vdalších regionech Evropy
Řešení
Vrámci projektu byla provedena analýza a cílený výběr reprezentativního vzorku firemních počítačů. Tyto byly pro pilotní nasazení vybrány sohledem na to, aby výsledné hodnoty reflektovaly reálnou spotřebu všech počítačů provozovaných ve společnosti Toyota Motor Czech. Měřený vzorek obsahoval pracovní stanice zrůzných oddělení společnosti, scílem reálně odhadnout energetickou náročnost jednotlivých oddělení. Výběr měřeného počítače se zaměřil na nalezení optimálního průměru zpohledu vytíženosti a stáří. Výsledkem výběru bylo patnáct pracovních stanic průměrného věku cca 1,5 roku. Vybrané pracovní stanice byly shodně vybaveny operačním systémem Windows XP Service Pack 3. Měřící zařízení bylo umístěno mezi zásuvku a napájecí kabel vedoucí ke zdroji měřeného počítače. Ztoho vyplývá, že nebyla měřena spotřeba LCD panelů, cílem bylo změřit pouze přímý energetický dopad na počítačovou jednotku.
Fáze projektu:
-
Analýza IT prostředí
-
Výběr vhodných počítačů
-
Školení uživatelů zařazených do projektu
-
Výběr měřícího zařízení a proškolení správců na jeho obsluhu
-
Instalace měřících zařízení dle popisu viz výše
-
Měření pracovních stanic snainstalovaným systémem Windows XP
-
Nasazení operačního systému Windows 7 na měřené pracovní stanice
-
Měření spotřeby elektrické energie
-
Analýza výsledků
Operační systém Windows 7 byl vybrán jako ideální nástupce operačního systému Windows XP. Velkým přínosem se stala zcela přepracovaná oblast správy napájení ve spolupráci sWindows Server 2008 R2. Vtéto kombinaci došlo krazantnímu pokroku - správce nyní může detailně určovat chování pracovních stanic či notebooků zpohledu spotřeby a snížit tak náklady nutné pro provoz. Windows 7 byla od počátku vyvíjena tak, aby dokázala více šetřit elektrickou energii – technologie jako CPU Core Parking, Timer coalescing, nebo možnost ovlivňovat maximální frekvenci CPU (P-State), to vše se vdůsledku projeví na spotřebě energií. Takovýchto optimalizací bylo v architektuře Windows 7 provedeno hned celá řada. Jedním zpříkladů může sloužit implementovaná technologie, která optimalizuje točení motorku DVD mechaniky např. při přehrávání DVD filmu. Další příjemnou novinkou je pak diagnostika počítačové stanice či notebooku zpohledu možnosti úspor elektrické energie. Pomocí programu Power Config (powercfg –energy) je možné počítač do jedné minuty diagnostikovat. Administrátor či uživatel tak zjistí, která zařízení se nechovají úsporně a jaká jsou doporučení ze strany Microsoftu pro snížení jejich spotřeby. Pro uživatele snotebooky je potom velmi cenná informace o stavu jejich baterie, ve smyslu její aktuální a výrobní kapacity. Snáze tak lze plánovat, kdy který notebook bude potřebovat např. výměnu baterií.
Časový harmonogram
-
Září 2009 – Detailní analýza prostředí, výběr vhodných pracovních stanic pro měření spotřeby elektrické energie společností Toyota Motor Czech.
-
Září 2009 - Společnost KPCS CZ provedla výběr měřícího zařízení a zaškolení obsluhy
-
Říjen 2009 – KPCS CZ provedla instalaci měřících zařízení, zahájena první fáze měření, a to stanic soperačním systémem Windows XP
-
Listopad 2009 – Toyota Motor Czech nasadila na měřené počítače operační systém Windows 7 a zároveň započala druhá fáze měření – stanice sWindows 7
Cena jednotky elektrické energie byla při měření operačních systémů Windows XP i Windows 7 stejná a vychází zprůměrné ceny elektrické energie pro firmy zceníku skupiny ČEZ. Cena za jednu kilowatthodinu je 3,15Kč. Tato cena se může pro každou firmu lišit a je tedy nutné brát zřetel na použitou průměrnou cenovou hodnotu. Cena elektrické energie je odvislá od zařazení společnosti do tarifního režimu distributora elektrické energie. Tarif se určuje například dle spotřebičů elektrické energie vdaném objektu apod.
Licenční model
Windows 7 – Microsoft Select
Windows Server 200 R2 – Microsoft Select
Přínosy
Zásadním problémem většiny středních či velkých společností je nedostatečná komunikace mezi facility managementem a IT managementem. Většina metrik vrámci IT managementu je směřována kanalýze investic a jejich návratnosti. Aktuální trendy vyzývají mnohé společnosti jak kekologické odpovědnosti, tak khledání nových možností efektivního využití finančních prostředků, hlavně pak voblasti provozu. Doba ekonomických recesí motivuje společnosti kinvesticím do dalších úspor. Jedním zkroků, který může pomoci, je zavedení správné komunikace mezi facility a IT oddělením. Je důležité si uvědomit, že počítač pro svůj chod potřebuje energii, nebo například generuje teplo, které se musí zpětně ochladit pomocí klimatizace. Toto všechno jsou náklady, skterými se dá pracovat a jejich hodnoty následně snižovat. Díky nasazení Windows 7 a aplikování tzv. "Green Policy" (viz. níže), bylo ve společnosti Toyota Motor Czech docíleno úspor naprovozu pracovních stanic. Pro jednodušší interpretaci jsou výsledky přepočítány na kalendářní rok a 1.000 pracovních stanic.
Obrázek 1: Porovnání průměrné spotřeby přepočteno na 1000 PC
1.000 pracovních stanic soperačním systémem Windows XP průměrně spotřebují denně 1249,6 kWh. Za rok, je to pak 455.573 kWh spotřebované elektrické energie, což převedeno do řeči peněz vychází na nemalých 1.435.057,- Kč ročně, při sazbě 3,15Kč za jednu kilowatthodinu.
Windows 7 oproti Windows XP spotřebují denně průměrně 1137,4 kWh, ročně tedy spotřebují průměrně 415.175 kWh, což představuje rozdíl 40.398 kWh oproti operačnímu systému Windows XP. Vpřípadě společnosti Toyota Motor Czech se při nasazení operačního systému Windows 7 docílilo snížení spotřeby elektrické energie o 8,86%. Každý rok tak dojde kúspoře 127.254,- Kč. Vpřípadě plánování nasazení Windows 7 na 3 letý cyklus se jedná o úsporu 381.761,- Kč. Tyto propočty jsou platné při ceně elektrické energie 3,15 Kč/kWh a celkovém počtu 1.000 pracovních stanic. Pokud bychom uspořené finanční prostředky převedli například na cenu licencí Windows 7 v licenčním modelu Microsoft Select (cca 2.500,- Kč/licence), pak se jedná o 152 licencí Windows 7, které se společnosti zpětně zaplatí jen na úspoře elektrické energie – nemluvě o dalších výhodách a přínosech, které díky mnoha novinkám Windows 7 společnosti Toyota Motor Czech nabídnou. Návratnost investice dále zvyšuje růst ceny elektřiny na maloobchodním trhu dle – tento růst byl vminulých letech cca 7% ročně.
Na následujícím grafu je znázorněna úspora finančních prostředků pro společnosti o 100, 500 a 1000 PC.
Obrázek 2: Úspora finančních prostředků přepočteno na 1000 PC
Znaměřených hodnot se dá jednoduše spočítat spotřeba obou operačních systémů, pokud jejich vytížení bude stejné, jako vrozmezí měřených dnů.
Obrázek 3: Celková roční spotřeba elektrické energie v kWh
Stejné hodnoty interpretujeme jako finanční náklady na spotřebovanou energii
Obrázek 4: Celkové roční finanční náklady vKč
Znázorněno graficky vidíme jasnou výhodu operačního systému Windows 7 oproti systému Windows XP.
¨
Obrázek 5: Vývoj finančních nákladů na spotřebu elektrické energie v Kč
Při použití vzorku dat přímo ze společnosti Toyota Motor Czech graficky znázorníme spotřebu elektrické energie jak pro operační systém Windows XP a Windows 7. Zgrafu lze vysledovat trendy vzájmu o nové funkce operačního systému Windows 7 a tím i jeho zvýšené spotřebě. Při intenzivním používání nedochází kuspávání či hibernaci pracovní stanice. Do zvýšené spotřeby Windows 7 vrámci prvního dne je nutné dále započítat instalaci operačního systému, jeho následnou konfiguraci a obnovu uživatelského nastavení. Nemalou roli pak také představuje Windows Indexer, který po instalaci prováděl počíteční indexaci souborů na pevném disku.Vdalších fázích pak již je vidět úspora elektrické energie vjednotlivých dnech.
Obrázek 6: Porovnání spotřeby měřeného vzorku pracovních stanic
Vřeči čísel jsou pak konkrétní hodnoty následující:
Obrázek 7: Denní naměřená spotřeba el. Energie vkWh operačního systému Windows XP SP3
Obrázek 8: Denní naměřená spotřeba el. Energie vkWh operačního systému Windows 7
Znaměřených hodnot je zřejmé, že operační systém Windows 7 saplikovanou skupinovou politikou pro řízení spotřeby dokázal ve většině případů snížit spotřebu elektrické energie a tím i uspořit finanční prostředky. Jedná se tak o primární efekt jasně viditelný pomocí měření spotřeby elektrické energie. Sekundárním efektem je snížení nároku na chlazení prostor zdůvodu menšího vyzařování ztrátové tepelné energie.
Pro lepší orientaci znázorníme celkovou denní spotřebu porovnávaných operačních systémů
Obrázek 9: Celková denní spotřeba
Společnost Toyota Motor Czech ušetří nasazením Windows 7 jen na měřeném vzorku počítačů minimálně 606 kWh ročně, tedy minimálně 1661Kč. Tyto hodnoty jsou brány pouze na spotřebu počítače bez monitoru či LCD panelu. Windows 7 podporují nové úsporné režimy nejen pro samotné PC, ale také pro LCD panely. Uspořené finanční prostředky tak mohou být ještě výrazně vyšší. U mnoha společností může ušetřit další finanční prostředky kompletní přechod zCRT monitorů na moderní LCD panely. Dle studie zveřejněné na internetu spotřebuje 1000 CRT monitorů ročně 83.529 kWh elektrické energie. Oproti tomu 1000 moderních LCD panelů spotřebuje pouze 17.724 kWh elektrické energie. To je pokles o razantních 79%.Převedeno na finanční prostředky pak provoz 1000 CRT monitorů vyjde na 263.118 Kč oproti 55.832 Kč vpřípadě LCD panelů.
Obrázek 10: Porovnání spotřeby CRT monitoru a LCD panelu
V případě nasazení operačního systému Windows 7 na všechny pracovní stanice ve společnosti Toyota Motor Czech dojde kroční úspoře finančních prostředků 10.408,- Kč, což při tříletém cyklu obměny pracovních stanic představuje částku 31.226,- Kč. Pokud tuto částku opět interpretujeme jako počet licencí Windows 7, pak se jedná o 12 licencí Windows 7, které se společnosti Toyota Motor Czech zpětně zaplatí jen na úsporách elektrické energie.
Citace
Martin Jirků: "Jedna věta s citací zákazníka spokojeného snovým řešením"
Skupinová politika:
Obrázek 11: Nastavení Group Policy objektu pro řízení spotřeby Windows 7
Popis jednotlivých termínů vrámci použité skupinové politiky:
WMI Filter Name – WMI (Windows Management Instrumentation) vtomto případě slouží ke specifikaci verze operačního systému na který se má politika aplikovat.
Vypnout pevné disky – Doba nečinnosti uživatele (v minutách) po které operační systém automaticky vypne napájení pevných disků.
Povolit upsání sotevřenými soubory ze sítě – Některé programy blokují přechod do režimu spánku, pokud pracují se soubory ze sítě. Tato zásada je nadřazena ostatním programům, a tak povolí přechod do režimu spánku i sotevřenými sobory ze sítě.
Přepnout do režimu hibernace – Doba nečinnosti (v minutách) po které operační systém vyvolá přechod do režimu hibernace. Vrežimu hibernace počítač nespotřebovává žádnou elektrickou energii. Obsah paměti je zapsán na disk a počítač se vypne. Obnovení poslední relace je pak mnohem rychlejší než při klasickém vypnutí počítače. Další výhodu je možnost hibernovat počítač se zapnutými programy, které po obnovení zůstávají ve stejném stavu.
Přepnout do režimu System Sleep – Doba (v minutách) nečinnosti systému po které automaticky přechází do režimu spánku.
Přepnout do režimu Unattend Sleep – Doba (v minutách) nečinnosti uživatele po které se operační systém přepne do režimu spánku.
Jednotlivých zásad, jak upravit plán napájení, je ve Windows 7 a Windows Server 2008 R2 více a záleží jen na konkrétním zákazníkovi a jeho IT prostředí, jak jej dokáže využít. Další potenciál kúsporám je například vLCD panelech. Windows 7 jako první systém Windows podporují ztmavnutí displeje před jeho úplným vypnutím ve chvíli, kdy uživatel spočítačem nepracuje. Toto stmívání je regulovatelné politikami jako procenta jasu. Se stejnou technologií se už dnes mohou uživatelé setkat například u mobilních telefonů řady Windows Phone.
Toyota-GreenIT-Case_Study.pdf