Sustentabilidade utilizando a TI Verde, aplicabilidade do Power Cap

Sustentabilidade utilizando a TI Verde, aplicabilidade
da tecnologia Power Cap
Anderson Chaves Cardoso

Professora ME. Andrea Collin Krob

Centro Universitário La Salle (UNILASALLE)
Curso Ciência da Computação
Canoas / RS, Brasil
Andersonn.Cardoso@gmail.com

Centro Universitário La Salle (UNILASALLE)
Curso Ciência da Computação
Canoas / RS, Brasil
Andrea.Krob@unilasalle.edu.br

Resumo – A energia elétrica foi uma grande descoberta da
humanidade, utilizamos cada vez mais e muitas vezes sem sequer
pensarmos em otimizar o seu uso.
Essa energia que mantém grande parte das tecnologias
disponíveis tem se tornado uma grande vilã para o meio ambiente,
ao mesmo passo que sem ela o homem talvez não atingisse o alto
nível de desenvolvimento que possui nos dias de hoje.
Este trabalho discorre acerca da sustentabilidade utilizando a
TI Verde e propõem-se a demonstrar como a própria tecnologia
pode minimizar o impacto ao meio ambiente, utilizando recursos
embarcados em servidores de última geração. Também será
abordada a tecnologia Power Cap como uma das alternativas
existentes que visam otimizar o consumo energético.
Palavras-chaves — Sustentabilidade; TI Verde; consumo
energético; Power Capping; Power Cap.
Abstract - Electric energy has been one of mankind's greatest
discoveries, we use it more and more every year and most of the
time without even acknowledging it.
That same energy which maintains available the greatest part of
technologies has become a great villain against the environment,
and at the same time without it society wouldn't achieve the level of
development in which it is today.
The present work talks about susteinability using Green IT, and
it tries to demonstrate how technology can minimize its impact to
the environment, utilizing resources boarded into state of the art
servers. And this paper will also talk about how the Power Cap
technology can be used as an available alternative to optimize the
the energy use.
Keywords— Sustentabilit; Green IT; energy consumption;
Power Capping; Power Cap.

I.

INTRODUÇÃO

JANNUZZI [11] relata que o setor energético é
responsável por grande parte dos gases lançados na
atmosfera: por 75% do dióxido de carbono (CO2), 41% do
chumbo, 85% das emissões de enxofre e aproximadamente
76% dos óxidos de nitrogênio. A produção de eletricidade
em termoelétricas representa cerca de um terço das
emissões mundiais de dióxido de carbono, sendo seguida

pelos setores de transporte e industrial.
A utilização do termo sustentabilidade na TI Verde vem
sendo debatido constantemente em seminários e fórum. Com o
crescente aumento de equipamentos eletrônicos, torna-se
necessário que tenhamos o controle com objetivo de
reduzirmos os impactos ao nosso meio ambiente. Trata-se de
um assunto de grande importância, tanto no cenário ambiental
quanto sócio econômico.
É preciso evoluir nas discussões sobre sustentabilidade que
a TI (Tecnologia da Informação) pode proporcionar com a
utilização ecologicamente correta de hardwares que estão
projetados para tal.
O principal desafio nesses debates é conscientizar o maior
número de pessoas possíveis, para que tenhamos no mundo
globalizado uma visão ampla de como cada ser humano pode
colaborar para o equilíbrio, mantendo a continuidade dos
aspectos econômicos, sociais, culturais e ambientais da
sociedade humana.
II.

PROBLEMA

Uma pesquisa feita por AKATU [2] apontou que em 2006
72% das pessoas desligavam os aparelhos eletrônicos quando
não estavam utilizando. Já em 2010, essa mesma pesquisa
apresentou uma queda de dez pontos percentuais atingindo
62%, ao passo que JANNUZZI [11] apontava que a produção
de eletricidade representava em torno de um terço das
emissões mundiais de CO2.
De que forma podemos utilizar a TI Verde para que
possamos garantir a continuidade das gerações futuras e como
podemos conscientizar os profissionais de TI aderirem as
tecnologias embarcadas com objetivo de reduzir o consumo de
energia e consequentemente proporcionar a redução de
emissão de toneladas de gases em nossa atmosfera.
III.

OBJETIVOS

Um dos objetivos desta pesquisa é apresentar algumas
sugestões que possam contribuir com a sustentabilidade
utilizando a TI, porém o principal objetivo é abordar sobre a
utilização da tecnologia Power Cap em servidores, onde a
meta é o estudo de quanto pode-se reduzir de energia

aplicando essa tecnologia, além de proporcionar aos
profissionais de TI informações amplas sobre o assunto com
objetivo de impactar positivamente no nível de maturidade
destes profissionais.

o que por um lado pode ser uma ótima notícia, por outro
teremos um grande lixo eletrônico a ser descartado, além de
um aumento da emissão de CO2 em nossa atmosfera
contribuindo para degradação de nosso planeta.

O Power Cap é uma tecnologia que propõem o
estabelecimento de um política de consumo de energia,
baseada em históricos de consumos, é
fixada pelo
administrador de TI de forma a manter um consumo
energético linear.

Além da emissão de CO2, é preciso considerar outros tipos
de poluição que são extremamente prejudiciais, tais como os
resíduos sólidos e outras substâncias químicas que poluem
nossos mares, rios e lagos.

IV.

JUSTIFICATIVA

A adoção de tecnologia para o beneficio do ser humano
está se tornando uma necessidade constante, a cada ano que
passa, com o desenvolvimento de novas tecnologias podemos
estar nos dirigindo para um caminho sem volta com relação à
degradação do nosso planeta[16].Esta reflexão é importante
para entender os benefícios e os malefícios que novas
tecnologias podem trazer ao ser humano.
A motivação da pesquisa é diretamente proporcional à
contribuição que o estudo possa retornar. Apesar do Power
Cap ser uma tecnologia lançada em 2007, é pouco abordado
no Brasil, trabalhos acadêmicos públicos são raros.
Espera-se abordar sobre a questão da sustentabilidade que
a TI Verde pode proporcionar, focando em uma tecnologia
chamada de Power Cap como parte de um recurso que possa
ser adotado para redução de consumo de energia em
servidores, visto que hoje no Brasil possuímos um alto custo
com energia elétrica.
Existe um amplo material sobre sustentabilidade na TI
Verde, seja em trabalhos de conclusão como em bibliografias,
mas uma quantidade pequena de materiais sobre aplicabilidade
da tecnologia Power Cap.
O Power Cap é uma tecnologia pouco difundida em nosso
país, geralmente utilizado por grandes corporações, mas que
pode ser utilizada por qualquer empresa.
V.

REFERENCIAL TEÓRICO

A. TI VERDE NO BRASIL
Segundo MANSUR[1], atualmente existem dados que
permitem comprovar estatisticamente as evidências e é
possível afirmar que um aumento de 10% nos gastos com
tecnologia eleva a produtividade total dos fatores em 1.7% nas
empresas brasileiras e 1% em empresas Indianas, o
investimento de equipamentos no mesmo patamar retornam
em aumento de produtividade de 2%.
MANSUR[1] afirma que a Índia e China tem
proporcionado à renovação da nova Tecnologia da Informação
devido a sua agressividade frente à produtividade, fazendo
com que as empresas tenham que ser eficazes e eficientes,
produzindo mais e reduzindo seus custos de produção.
A Fundação Getúlio Vargas publicou um trabalho em 2009
que o Brasil superou a marca de 60 milhões de computadores,
tendo uma média de um computador para cada três habitantes,

A TI Verde pode proporcionar uma reorganização em
termos do descarte correto de equipamentos eletrônicos, além
do manuseio adequado com a finalidade de obter economia de
energia, são praticas sustentáveis que ajudam principalmente o
meio ambiente.
Existe um árduo trabalho e um grande desafio no que diz
respeito à governança da TI Verde, é preciso otimizar o
consumo de energia para que possamos ter o equilíbrio
daquilo que retiramos da natureza.
O reaproveitamento de componentes eletrônicos já é uma
realidade no Brasil, mas precisa de incentivo governamental e
empresas que possam abraçar a causa, usando a TI como uma
fomentadora desta questão social e tecnológica.
Segundo MANSUR[1], em termos de Tecnologia
de Informações e Comunicações, deve-se encontrar o
ponto de equilíbrio entre a sustentabilidade dinâmica do
negócio e a tecnologia. A solução dessa equação passa
pela questão do desenvolvimento da GOVERNANÇA DE
TI VERDE, que deve endereçar as nossas necessidades de
curto prazo sem comprometer a nossa geração e das
futuras, a capacidade de atendimento das necessidades de
médio e de longo prazo.
Outro ponto importante neste contexto é a conscientização
das pessoas, que por falta de informação ou talvez até por
descaso, contribuem de forma positiva ou negativa para a
manutenibilidade do equilíbrio do planeta.
A pesquisa feita por AKATU[2], demonstrou que o nível
de conscientização das pessoas reduziu-se no período de 2006
a 2010.
Nota-se claramente uma regressão por parte da
humanidade, é necessário que os povos evoluam neste sentido,
as pessoas devem ter a consciência do que podem e devem
fazer para reduzir esta cascata de causas e efeitos que
degradam o nosso hábitat.
Instituições de ensino, órgãos governamentais e não
governamentais, a sociedade em geral, podem sim mudar esta
realidade.
B. Aplicabilidade dos três níveis da TI Verde
A aplicação da TI Verde está diretamente relacionada com
investimentos e pesquisas para implementações de práticas
modernas ou algumas ações de baixa complexidade.
Posteriormente serão tratados alguns benefícios
desvantagens que o uso da aplicabilidade pode trazer.

e

Segundo Nunes et al [3], as práticas de TI foram divididas
em três níveis:
1) TI Verde de Incrementação Tática
Não modifica a infraestrutura de TI, nem as políticas
internas, apenas incorpora medidas de controle do uso
excessivo de energia elétrica.
Algumas práticas podem ser tomadas, como por exemplo:
• Desligar equipamentos que não estão em utilização;
• Aplicar configurações para permitir que os equipamentos
fiquem apenas em stand by, ou seja, consumindo o mínimo
de energia possível enquanto em desuso;
• A substituição de lampadas encandecentes por fluorecente,
a substituição de monitores fabricados com tecnologia
CRT (Cathodic Ray Tube) por monitores LCD (Liquid
Cristal Display), que hoje proporcionam uma economia
comprovada de 30% na redução com o consumo de
energia, entre outros.
2) TI Verde de Estratégica
Exige a convocação de uma auditoria sobre a infraestrutura
de TI e seu uso relacionado ao meio ambiente, desenvolvendo
e implementando novos meios viáveis de produção de bens ou
serviços de forma ecológica.
Podemos citar como exemplo a criação de uma nova
infraestrutura da rede elétrica, visando uma maior eficiencia
em sistemas computacionais proporcionando a redução de
consumo de energia.
Este modelo propõe a adoção de tecnologias como o Power
Cap e ambientes virtualizados, além de propor uma política
clara e bem definida com relação aos descartes dos
equipamentos.
Segundo RENNER [4], um exemplo de caso de sucesso que
aplicou esta estratégia em 2007 foi o Banco Real, com o
projeto Blade (Lâmina) o resultado final foi a redução
estimada de 62% da energia elétrica consumida pelos
servidores e 50% da energia consumida pelo ar condicionado
utilizado na mesa de operações.
A economia estimada deste projeto foi de US$ 355 mil em 4
anos pela redução do número de computadores, pelas
manutenções mais baratas, o gerenciamento centralizado e a
facilidade de mudança de layout(esboço mostrando a
distribuíção física).
3) TI Verde a fundo ou Deep IT
Incorpora o projeto e implementação estrutural de um
parque
tecnológico
visando
a
maximização
do
desenvolvimento com o mínimo de gasto em energia elétrica,
incluindo projetos de sistemas de refrigeração, iluminação e
disposição de equipamento no local, com base nas duas
primeiras estruturas anteriores, requer maior gastos devido o
investimento em tecnologias atuais de ponta, mas espera-se
que o retorno do investimento seja a curto ou médio prazo.

C. Tecnologias Embarcadas ao hardware
Uma tecnologia embarcada consiste em um sistema
embutido, ou seja, são sistemas desenvolvidos com um ou
mais propósitos específicos, a seguir será abordado algumas
das principais tecnologias embarcadas em um processador.
1) Advanced Configuration and Power Interface
Segundo a definição contida no documento que
implementa a ACPI[5] (Advanced Configuration and Power
Interface), trata-se de um método para descrever as interfaces
de hardware em termos abstratos o suficiente para permitir
implementações mais flexíveis e inovadoras, integrando o
hardware e aplicação, proporcionando ao sistema operacional
o controle do gerenciamento de energia.
Este padrão foi proposto e desenvolvido em dezembro de
1996 pelos fabricantes Intel, HP, Microsoft, Toshiba e
Phoenix, é a evolução do sistema APM(Advanced Power
Management) que utilizava a BIOS(Built In Operating
System) para o gerenciamento de energia.
O modelo define também os estados de um sistema,
alguns deles foram sintetizados abaixo:
a) Estado de Energia Global (Global System State):
O G0 Working (trabalhando) – Neste estado o
equipamento esta operando normalmente, recebendo demanda
de aplicações ou processos, os periféricos de hardware podem
estar em diferentes estados de consumo de energia.
G1 – Sleeping (dormindo) – o computador está em um
estado que poderá ser iniciado rapidamente sem a necessidade
de uma nova inicialização do sistema operacional, o consumo
de energia é pequeno e não é seguro desmontar o
equipamento.
G2/S5 Soft Off (desligado pelo sistema) – o equipamento
está desligado através da camada de sistema operacional, seu
estado de consumo de energia é mínimo, requer uma grande
latência ao regressar o sistema operacional.
G3 Mechanical Off (desligado mecanicamente) – este
estado é apresentado quando o equipamento é desconectado de
sua fonte de alimentação, pode usar como exemplo quando o
circuito onde o mesmo está conectado é interrompido, neste
estado o equipamento não consome energia, exceto o consumo
da bateria interna para manter as configurações da CMOS
(Complementary Metal-Oxide Semicondutor) [5].
b) Estado de energia do Processador (Processor
Power State):
Segundo ao fabricante de processadores Intel[7], um
"C-state" é um estado ocioso. Os processadores modernos,
possuem diferentes estados “C”, representando quantidades
cada vez maiores de controles deste estados.
ACPI[5], define os estados de energia do processador
da seguinte forma:
• C0 - Enquanto o processador está neste estado, ele
executa as instruções.
• C1 - Este estado de energia do processador tem a

menor latência. A latência de hardware deve ser baixa o
suficiente para que o sistema operacional não considere o
aspecto latência do estado para decidir usá-lo.
• C2 - O estado C2 oferece melhor economia de
energia do que o estado C1. A latência hardware é maior neste
caso, a ACPI e o sistema operacional pode usar essa
informação para determinar quando o estado C1 deve ser
usado em vez do estado C2. Além de colocar o processador
em um estado de energia de não execução, este estado não tem
outros efeitos de software visíveis.
• C3 - O estado C3 oferece melhor economia de
energia em relação aos anteriores. A latência hardware é maior
neste, a ACPI e o sistema operacional pode usar essa
informação para determinar quando o estado C2 deve ser
usado em vez do estado C3. Enquanto no estado C3, caches do
processador mantém o estado e o sistema operacional é
responsável por manter a coerência destes caches [6].
c) T-State (Thermal State)
O T-State está ligado diretamente à redução do clock de
processador para frequências mais baixas, a fim de reduzir os
efeitos térmicos. Isto significa que a CPU é obrigada a estar
inativa numa percentagem fixa dos seus ciclos por segundo.
Os estados de redução variam de T1 para Tn, com o
percentual de ciclos ociosos.
Nota-se que a otimização não reduz tensão e uma vez
que a CPU é forçada a um clock mais lento por alguma parte
de tempo, os processos vão demorar mais para a entrega da
tarefa.
O T-State, só é útil se reduzir os efeitos térmicos no
processador, o que é o seu principal objetivo.

desempenho, mantendo o provisionamento de energia do rack.
De um modo semelhante, o NM poderia ser usado
estrategicamente para reduzir as necessidades de
arrefecimento em um evento térmico ou para manter um
servidor dentro dos seus limites de potência.
Por exemplo, para proteger contra pico de carga de
trabalho, o gerente do Data Center pode enviar comandos via
console para definir um limite de potência.
O console comunica as novas políticas de provisionamento
de energia através do controlador de gerenciamento da placa
base , ou BMC (Baseboard Management Controller), para
que o Intel Intelligent Power Node Manager, que monitora
continuamente em tempo real o consumo de energia do
servidor.
O nível de energia atual é então comparado com a política
aplicada, o ND utiliza um algoritmo para determinar o
desempenho ideal do processador e responde gerenciando
consumo de energia para atender o nível de potência
configurado.
Este ciclo de feedback, garante que o consumo de energia
do servidor permaneça continuamente controlado e previsível,
permitindo que o servidor execute o trabalho tanto quanto for
possível com a política que está em vigor.
Se a política não pode ser aplicada, finalmente, através do
ajustes conhecidos, o Intel Intelligent Power Node Manager
relata um erro.
A Fig. 1. demonstra o fluxo da comunicação entre o
console de comunicação e os itens da arquitetura de hardware
que proveem o Power Capping (ato de fixar o consumo) em
servidores.

2) Intel Intelligent Power Node Manager (NM)
Uma solução de Power Cap, passa pela utilização do
recurso integrado ao processador chamado Intel Intelligent
Power Node Manager que trabalha em conjunto com ACPI [5]
e softwares de gerenciamento.
Uma vez que esta tecnologia é integrada com um console
de gerenciamento, neste caso será abordado o console Dell
OpenManage Power Center, o NM pode ser utilizado por um
gerente de TI com os seguinte propósitos :
• Monitorar,
o
software
ajudará
a
monitorar
constantemente em tempo real a carga de trabalho do
equipamento.
• Configurar a política de consumo, após a avaliação do
consumo do equipamento, os gerentes de TI podem
definir uma política compatível com a utilização em
watts apresentada, restringindo que o equipamento atinja
o consumo máximo que o hardware pode proporcionar.
A executar esta ação, o gerente de TI terá reduzido alguns
watts, a redução em vários servidores em um rack o Data
Center (Centro de Dados) seria capaz de implantar mais
servidores por rack, adicionando uma maior computação e

Fig. 1. Fluxo de comunicação do Intel Intelligent Power
Node Manager , autoria própria [12]
A Intel informa apenas como o fluxo de comunicação
funciona, as tecnologias envolvidas para a comunicação e

troca de mensagens como IPMI(Intelligent Platform
Management Interface), mas não disponibiliza ao publico o
seu algoritmo pelo fato de ser uma tecnologia proprietária.

Se for necessário, aplica-se a redução na frequência do
processador ou até mesmo é desligado um ou mais afetando
diretamente no consumo de energia[12].

Conforme a Intel [6], o IPMI é a interface que gerencia o
hardware implementado pela BMC (Baseboard Management
Controller), os fabricantes que utilizam-se da interface são a
Dell, IBM, HP e Nec.

No caso do Dell OpenManage Power Center (OMPC) a
política pode ser aplicada definindo-se a hora de início da
vigência da política e hora de término, além de definir se a
política será diária ou semanal.

Segundo a Dell Inc., a BMC [12] é um micro-controlador
chipado na placa mãe de servidores, a qual provê parte da
funcionalidade de monitorar o hardware em conjunto com o
IPMI.

Caso a política aplicada seja um política inferior a linha
base do servidor que é armazenada na base de dados do
OMPC, o software informa que não é possível aplicar tal
política.

A BMC é o coração da arquitetura e fornece a inteligência
para o monitoramento autômato e características de
recuperação implementados diretamente no hardware, bem
como o gerenciamento da plataforma e firmware.

Por segurança, o NM não permitirá que o administrador
aplique uma política que impeça o funcionamento do
equipamento ou provoque o seu desligamento por falta de
energia, o Power Cap é dinâmico e realoca a energia
necessária para operação do hardware.
Outra abordagem para aplicabilidade do Power Cap seria
em caso de interrupções temporárias do serviço de energia,
onde a prática mais comum seria iniciar o desligamento
gradual dos servidores para evitar danos e privilegiar alguns
serviços[12].
Com o Power Cap, é possível ativar uma política
emergencial para todos os servidores reduzindo o impacto no
nível de serviço mantendo-os o maior tempo possível em
funcionamento[12].

VI.
Fig. 2.
[12]

Fluxo de comunicação dos dispositivos integrados

Este chip integrado obtém informações relacionadas a
eventos, comunicando-se através de sensores que entregam
informações tais como, temperatura, consumo de energia das
fontes de alimentação, rotação de fan, tensão da placa mãe
entre outros.
A Fig. 2. demonstra o processo de aplicação do Power
Capping após uma política de provisionamento de energia ser
aplicada utilizando um console centralizado tal qual o Dell
OpenManage Power Center(OMPC), este console é instalado
em um servidor que possa comunicar-se com todos os
equipamentos em sua rede, de preferência seja alocado em
uma rede de gerencia.
A comunicação é processada enviando uma política
definida, o NM entra em ação considerando que está
constantemente monitoramento os estados do hardware, tais
como C-State e T-State abordados anteriormente.
O NM aplica seu algoritmo de Power Cap, ou seja, inicia o
processo de redução de consumo energia de forma
automatizada desligando alguns componentes de hardware
que estão ociosos ou não sejam necessários no momento, tais
como barramentos de memórias, barramentos PCI e ou PCIe,
controlando o sistema de ventilação e resfriamento do
equipamento pela BMC.

ESTUDO DE CASO - UOLDIVEO

O UOL é hoje a maior empresa brasileira de conteúdo e
serviços de internet. Seu portal tem quase 30 milhões de
visitantes e mais de 4,2 bilhões de páginas vistas por mês, e
cerca de 2,5 milhões de assinantes de serviços de acesso,
conteúdo e produtos. Numa ponta menos visível, a companhia
possui uma das mais completas plataformas de produtos e
serviços da Internet, com ofertas nas áreas de publicidade
online, comunicação, comércio eletrônico, hospedagem e
segurança[8].
O suporte às operações do portal UOL está em um dos
Data Centers do UOLDIVEO, que possui mais de 26 mil
metros de área construída e que tinha três claros desafios:
gerenciar o consumo de energia, administrar o espaço físico e
a conectividade.
Os dois primeiros foram solucionados com a adoção da
tecnologia Intel Node Manager que, já durante a realização da
prova de conceito, provou ser capaz de aumentar em 40% a
densidade dos racks.
Em março de 2012 foi iniciada uma prova de conceito pela
UOLDIVEO, os servidores foram atualizados recebendo a
tecnologia embarcada Intel Node Manager utilizando
equipamentos da linha 12G da Dell Inc.
O

CEO

,TORQUATRO[8],

ressalta

que

esta

tecnologia permite, através de uma console de
gerenciamento, coletar informações em tempo real
sobre o consumo de energia dos servidores e, a
partir daí, tomar decisões estratégicas como
monitoração e histórico do consumo de energia e
temperatura dos Data Centers, ainda complementa
que, neste caso podem tomar decisões como
aumentar a densidade de servidores, reduzir o
consumo do ar-condicionado ou padronizar políticas
de consumo para servidores. Tudo isso utilizando
como referência as informações disponibilizadas
pelo Node Manager.
A coleta de informações em tempo real e o gerenciamento
centralizado dos servidores, possibilitou um gerenciamento
com uma ótica de gerenciamento de consumo, refletindo
diretamente no aumento dos servidores para suportar mais
clientes, ampliando a eficiência no consumo de energia.
A prova de conceito seguiu uma linha de maturidade, o
objetivo inicial foi o monitoramento de três ambientes:
serviços hospedados, infraestrutura como serviço oferecido
aos clientes e o monitoramento do portal.
Como os serviços hospedados, os servidores pertencem
aos clientes, o ND será aplicado somente quando possível e
disponível.
TORQUATRO[8], afirmou que ficou comprovado que,
com a adoção da tecnologia, foi possível aumentar a densidade
dos racks em até 40%, e atingirá um nível de eficiência ainda
maior quando migrar o restante do seu parque para novos
equipamentos que detenham a tecnologia.
No portal, a tecnologia Intel Node Manager em conjunto
com o recurso Power Cap, demonstrou ter um o maior
impacto. Com a sua incorporação a UOLDIVEO estima uma
redução de até 2/3 do atual consumo de energia, o CEO tem
como plano utilizar outras funcionalidades disponíveis, entre
elas, o nivelamento de energia para otimizar o consumo e
consequentemente a emissão de carbono.
Concluindo, TORQUATRO[8] ainda destaca que em
caso de incidentes ainda poderá programar os
servidores para operarem para o mínimo,
possibilitando que os serviços ainda estejam
disponíveis obtendo as melhores práticas para
redução da emissão de CO2.

sistema de virtualização utilizando servidores blades do
fabricante Dell Inc., a empresa a qual o projeto aborda, vem
tendo um alto consumo de energia e falta de espaço físico para
alocação dos equipamentos.
Como tecnologia, foi adotado equipamentos blades pelo
fato de ser um hardware de alta densidade com capacidade de
atingir a mesma performance de servidores tradicionais, mas
com vantagens de possuir escalabilidade mantendo o espaço
físico reduzido e controle de consumo de energia elétrica.
Uma pesquisa feita pelo instituto Gartner em 2011, a
solução X86 Vmware continua sendo a mais utilizada, a
solução pertence à empresa do Grupo EMC líder em
equipamentos Storages (solução de armazenamento de dados)
que é pioneira em virtualização.
Foi feito uma entrevista com o gerente de TI, onde foram
levantadas as necessidades da instituição contemplando o
levantamento de estrutura física e lógica.
A empresa não tinha o controle de consumo exato ou o
gasto atual com o energia dos servidores, desta forma foi
utilizado como exemplo dez racks com quinze servidores
físicos, consumindo aproximadamente 9000 Watts por rack
devido à similaridade dos equipamentos, 80% dos
equipamentos foram descartados pelo fato de terem uma alta
carga horária de uso e não terem mais garantia de hardware
pelo fabricante.
O consumo de energia também pode ser reduzido pelo
espaço físico ocupado que chegou em 90% de redução e pela
baixa dissipação de calor gerada pela solução, foi necessário
utilizar apenas 30% da capacidade dos equipamentos de
refrigeração já existentes, a Tabela 1 demonstra o consumo
antes e após a implementação da solução.

A Fig. 4. demonstra os gastos mensais antes e após a
implementação do projeto, os dados foram obtidos da média
dos últimos quatro meses de consumo de energia.

VII. TRABALHO RELACIONADO
O trabalho de conclusão realizado por Damian Rovira,
trata da redução de custos e espaço físico utilizando
virtualização e servidores de alta densidade utilizando os
equipamentos da linha 12G da Dell Inc., também abordados
neste artigo.
Segundo ROVIRA[10], o fato do consumo de energia
elétrica em Data Centers ter crescimento nas últimas décadas,
acaba sendo um fato importante para as gerências de TI que
precisam ser competitivas.
O projeto em questão propõem a implementação de um

Fig. 4.

Gastos com energia antes e após a implementação

O retorno do investimento, ROI (Return Over Investiment)
é o resultado do valor atual total do projeto dividindo a
diferença do custo fixo mensal gasto antes do projeto e após,
foi mantido a média dos últimos quatro meses, foi concluído
que seriam necessários aproximadamente dez meses para
atingir o valor total investido.
ROVIRA[10],
concluí
que
além
de
reduzir
significativamente os custos com energia e espaço físico,
deve-se considerar que muitas melhorias puderam ser
verificadas, entre elas a melhoria de desempenho e alta
disponibilidade, permitindo que o cliente mantivesse a
estrutura de Data Center local, sem a necessidade de uma
futura migração para um espaço terceirizado.
VIII. APLICABILIDADE DO POWER CAP UTILIZANDO
OPENMANAGE POWER CENTER

Fig. 5.

Tela principal do OpenManage Power Center[15]

Segundo SALGADO[13], relata que as plataformas
computacionais disponíveis atualmente, não apresentam um
desempenho energético satisfatório, devido à quantidade de
potência dissipada por um processador.
Foi demonstrado em seu trabalho de conclusão que, a
potência consumida por um processador ocioso é equivalente
a cerca de 50% da potência dissipada quando ele está
completamente ocupado.
Conclui que para uma utilização mais adequada da energia
de computadores, deve-se evitar que
processadores
permaneçam muito tempo em estado ocioso ou de pouca
carga, ou quando em funcionamento permaneçam com alta
taxa de utilização, propõem a virtualização como uma
ferramenta para melhorar a eficiência energética[13].

Fig. 6. Consumo médio de energia e temperatura em real
time – autoria própria

Neste trabalho é proposto o Power Cap como uma forma
otimização de energia e para entendermos melhor a
aplicabilidade da tecnologia, foi realizado diversos
benchmarks em um equipamento que comporta tal tecnologia,
os dados sobre o consumo de energia e desempenho serão
apresentados a seguir.
O console de gerenciamento utilizado foi Dell
OpenManage Power Center conforme Fig. 5. o software é
capaz de aplicar as políticas de consumo, proporcionar o
monitoramento em tempo real conforme a Fig. 6. e o
gerenciamento do ambiente de TI.
Trata-se de uma ferramenta que apoia os profissionais de
TI na tomada de decisão quanto ao consumo de energia,
sendo disponibilizada sem custos para os clientes e pode ser
encontrada no site do fabricante sendo suportada por uma
gama de sistemas operacionais conforme a Tabela 2.

Tabela 2.
Sistemas Suportados pelo OpenManage Power
Center – autoria própria
A.

Metodologia
A metodologia deste artigo utiliza referências
bibliográficas para fundamentar o termo sustentabilidade,
TI Verde e a tecnologia Power Cap, pretende-se aplicar
testes comparativos usando o recurso de CAP.
Os benchmarks(processos de comparações) foram
realizados em dois cenários distintos, conforme explicado
a seguir:
No cenário I, foi executado três benchmarks, com
objetivo de avaliar as variações dos consumos. Foi

mensurando o tempo que o processador levou para
entregar os resultados das instruções, demonstrando o
consumo de energia obtido sem a aplicação de uma
política de Power Cap que fixasse o consumo energia.
No Cenário II, foi aplicado praticamente o mesmo
benchmark do cenário I, a diferença aplicação de uma
política de Power Cap para fixar o consumo de energia.
A ferramenta utilizada para os testes foi o
INTELCPUBURNTEST [14], o programa foi desenvolvido
com objetivo de estressar o processador produzindo calor e
dissipação de energia, a versão utilizada foi a 2.54.
1) Cenário I – Consumo de energia de um servidor
Nos três benchmarks realizados, pode-se perceber um
tempo de execução médio de 900,00 segundos o que equivale
a aproximadamente 15 minutos de execução de estresse no
processador, os parâmetros configurados na ferramenta estão
descritos abaixo, para os demais itens utilizou-se os valores
padrões da ferramenta.
• Stress Level = Very High
• Times to run = 7
• Output results to results log = selecionado
O hardware utilizado faz parte da linha de produtos 12G
da Dell Inc., e possui as configurações conforme a Tabela 3:

Fig. 7.

Benchmark I – Consumo de energia – autoria própria

Tabela 3 - Configurações do recurso utilizado – autoria
própria
B. Resultados Obtidos
Nos gráficos da Fig. 7., 8 e 9 dos benchmarks
respectivamente identificados, podemos observar o pico
máximo de consumo de energia no intervalo de
monitoramento de 15 minutos, além do consumo total que foi
de 0,13 kWh, como a variação entre os testes foi de milésimos
de segundos, o consumo total do hardware nos três testes se
manteve constante.

Fig. 8. Benchmark II – Consumo de energia – autoria
própria

1) Cenário II – Consumo de energia de um servidor com
aplicação de política de Power Cap.
O cenário II propõem um mesmo ambiente com o
diferencial de aplicarmos duas políticas para forçar uma
entrega de energia menor ao equipamento.
De acordo com a Fig. 11. foi aplicada um política de CAP
de 130W de consumo médio, ou seja, o esperado é que o
servidor não ultrapassasse este consumo médio, e tal operação
ocorreu com sucesso, no período de 15 minutos o consumo
total de energia atingiu 0,09 kWh, o tempo total do estresse
ocorreu em 19 minutos, o consumo acumulado deste
benchmark atingiu 0,11 kwh para entrega dos resultados.

Fig. 9.

Benchmark I – Consumo de energia – autoria própria

A Fig. 10. evidencia a temperatura que foi apresentada no
benchmark II, a temperatura nos benchmarks I e III foram as
mesmas e não havendo variação, ou seja, manteve constante
nos três testes.

Fig. 11. Benchmark IV – Política de Power Cap 130W

Conforme a Fig. 12. foi aplicado uma política de CAP de
205W de consumo médio, este valor foi baseado na
observação de um teste feito sem a política de Power Cap, que
apresentou uma média de consumo de energia de 216W
conforme a Fig. 13.
O resultado do Benchmark V demonstrado pela Fig. 12.
apresentou o consumo de 0,13 kWh no tempo de 15 minutos,
sendo que a entrega do resultado atingiu praticamente o
mesmo tempo, apenas com uma variação de 30 segundos para
mais.

Fig. 10. Benchmark II – Temperatura – autoria própria

2) Análise geral dos resultados
Nos benchmarks I, II e III o qual não haviamos limitado o
consumo, a entrega do resultado de estresse ocorreu em média
de 15 minutos consumindo 0,13 kWh.
No benchmark IV apresentando na Fig. 11. a proposta de
manter um consumo linear ocorreu conforme a linha azul
apresentada por Power Policy. Pode-se perceber que o
consumo registrado no intervalo de 15 minutos foi de 0,09
kWh, entretanto o teste de estresse finalizou no tempo de 19
minutos, e o consumo acumulado atingiu 0,11 kWh.
Se comparamos o intervalo de 15 minutos em ambos os
testes, iremos identificar uma eficiência energética de 30.77%
com relação ao consumo, em contra partida, se for comparado
o tempo que o teste levou para ser finalizado, será identificado
um acréscimo de 26,67% no tempo para a entrega do mesmo
resultado.
No benchmark V aplicamos uma política de CAP um pouco
menos agressiva, 205W representa 94,90% em relação ao
consumo médio observado conforme a Fig. 6, que é de 216W.

Fig. 12. Benchmark V – Política de Power Cap 205W ativada
– autoria própria
A Fig. 13 ilustra o consumo do equipamento quando em
estado ocioso, ou seja, não se tem demanda de processamento
além da requisitada pelo sistema operacional e seus serviços
básicos em operação.

Esta política manteve o consumo de 0,13 kWh que foi o
mesmo apresentado nos benchmarks I, II, III, porem a política
aplicada manteve os picos máximos e mínimos de energia
menores, além de não permitir que o servidor consuma mais
que 205W, o que pode ser interessante em situações em que o
serviço de energia encontra-se interrompido temporariamente.
Ainda usando os resultados o benchmark V, podemos
compará-lo com a Fig. 13. que demonstrou um consumo de
0,07 kWh sem estresse de processamento, contra os 0,09 kWh
da Fig. 13. podemos aplicar desta forma uma política a qual o
processador possa sofrer uma sobrecarga de processamento,
aumentando em torno de 28.57% o seu consumo de energia
com relação ao estado ocioso e economizando energia.

Tabela 4. Dados estatísticos – autoria própria
A Tabela 4., demonstra os dados obtidos nos testes
utilizando o OpenManage Power Center[15] em conjunto com
o INTELCPUBURNTEST[14].
Através dos experimentos realizados foi possível observar
que quanto maior a limitação do consumo, mais tempo levará
para que os núcleos do processador entreguem a tarefa
solicitada.

Fig. 13 . Consumo de energia em estado ocioso.

Devido ao Power Cap reduzir a frequência do processador,
este fato proporciona também uma redução no consumo de
energia se considerarmos que o tempo de entrega dos
resultados pode ser desconsiderado.

O Power Cap se bem aplicado, poderá contribuir com a
redução da degradação do planeta, pois a cada Watt reduzido
poderá ser multiplicado por horas de operação, gerando uma
redução significativa a curto e médio prazo, tudo dependerá do
ambiente que será utilizado.

IX.

CONCLUSÃO

Através deste estudo pode-se concluir que a TI Verde no
Brasil ainda esta em um processo de amadurecimento e existe
um longo caminho para evolução, são importantes ações
conjuntas de instituições não governamentais, governo,
profissionais de TI e a população em geral para a evolução no
processo de conscientização energética.
Em países como os Estados Unidos, a eficiência energética
é um assunto que é tratado de forma muito séria já há algumas
décadas.
Nas pesquisas realizadas, não foi possível localizar um
trabalho de conclusão ou um artigo cientifico em nosso idioma
que abordasse especificamente a tecnologia Power Cap,
apesar de existirem alguns casos de sucesso no país, o que
demonstra que necessitamos fomentar ainda mais esta
tecnologia.
O fato dos processadores atuais serem projetados para em
sua maior parte do tempo estarem em constante utilização,
torna-se necessário redimensionar o hardware alocando o
máximo possível de recursos para a sua otimização, desta
forma o consumo de energia poderá ser otimizado, pois
processadores possuem um nível de eficiência energética já
comprovado neste artigo.
A aplicabilidade do Power Cap mostrou-se eficaz e
eficiente com o objetivo de limitar o consumo energético.
Demonstrou ser uma tecnologia que em conjunto com o
console de gerenciamento, pode proporcionar as empresas não
só a limitar os potentes servidores, mas controlar os gastos
com energia e resfriamento, reduzindo o consumo energético e
contribuindo para a redução da degradação de nosso meio
ambiente.
Porém a desvantagem pode ocorrer quando existir a
necessidade de alto desempenho do hardware e entrega dos
resultados no menor tempo possível, por este motivo o
administrador de TI tem total liberdade para fazer análise da
linha base do comportamento de consumo, tomando desta
forma a melhor decisão focando no negócio sem prejudicar o
nível de serviço.
Novos estudos podem ser propostos nesta área energética
que é ampla e promissora, um dos estudos poderia ser a fusão
do ambiente virtualizado e aplicação da tecnologia Power Cap
com objetivo de alcançar um nível de eficiência energética
ainda maior.

REFERÊNCIAS

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

MANSUR, Ricardo. “Governança de TI Verde: o ouro verde da nova
TI”. Rio de Janeiro: Ciência Moderna, 2011. xviii, pp. p-XI,6 ISBN
9788539900459
AKATU, INSTITUTO , Pelo consumo consciente, “O Consumidor
Brasileiro e a Sustentabilidade: Atitudes e Comportamentos frente ao
Consumo Consciente, Percepções e Expectativas sobre a RSE” . Artigo
eletrônico [em linha], 2011, pp. 12-15. Disponível em:
http://www.akatu.org.br/Content/Akatu/Arquivos/file/10_12_13_RSEpe
squisa2010_pdf.pdf Acesso em: 01 mai. 2013.
NUNES, A. C. P.; CHAGAS, A. C.; CAMILO, A.; SANTOS, N. M.. “A
TI Verde na sociedade atual” In: Encontro Unificado de Computação em
Parnaíba, 2011. Anais... Parnaíba: ENUCOMP, 2011, Artigo eletrônico
[em
linha],
pp.2
Disponível
em:
http://www.enucomp.com.br/2012/conteudos/artigos/tiverde.pdf
,
Acesso em: 01 jun. 2013.
RENNER, Mauricio, Baguete Notícias, “TI Verde do Banco Real é
premiada”, Jornal Eletrônico (maio/2008)
. Disponível em:
http://www.baguete.com.br/noticias/geral/27/05/2008/ti-verde-do-bancoreal-e-premiada Acesso em: 01 jun. 2013.
ACPI, Hewlett-Packard Corporation,
Intel Corporation, Microsoft
Corporation, Phoenix Technologies Ltd., Toshiba Corporation,
“Advanced Configuration and Power Interface Specification”, revisão 5,
Dezembro
2006,
pp.
24-25,28-29,
Disponível
em:
http://www.acpi.info/DOWNLOADS/ACPIspec50pdf.zip Acesso em 02
jun. 2013.
Intel Corporation, “Intelligent Platform Management Interface
(IPMI)”,material técnico (set 1998), pp. 3 Disponível em:
http://www.intel.com/content/www/us/en/servers/ipmi/ipmioverview.html Acesso em 02 jun. 2013.
Intel Corporation, “Estados Ociosos” ID CS CS-03150 ,material técnico
(mar
2010),
pp.
3
Disponível
em:
http://www.intel.com/support/pt/processors/sb/cs-031505.htm
Acesso
em 02 jun. 2013.
TORQUATRO. Gil, Intel Corporation, “Data Center com energia,
temperatura e densidade sob controle” estudo de caso UOLDIVEO,
1301/AT/UBQ/PDF 328498-001BR, pp. 3 Disponível em:
https://www.nextgenerationcenter.com/Libraries/2013__Documentos/UOL_Diveo_-_Intel_Xeon_-_Portuguese.sflb.ashx
Acesso em 25 out. 2013.
JANNUZZI. Gilberto de Martino, Com Ciência Revista Eletrônica de
Jornalismo Cientifico,“Energia e Meio Ambiente”, (julho/2001),
reportagem,
Disponível
em:
http://www.comciencia.br/reportagens/energiaeletrica/energia12.htm
Acesso em 31 out. 2013.
ROVIRA. Damian (Junho, 2012). “Redução de custos e espaço físico
utilizando virtualização e servidores de alta densidade.”, Trabalho de
conclusão (graduação em Rede de Computadores) – Universidade
Luterana do Brasil (Ulbra)., [em linha] pp 2-3,8-11,16-17.
BMC , “Remote Management with the Baseboard Management
Controller in Eighth-Generation Dell PowerEdge Servers”, material
técnico
(out
2004),
pp
1
Disponível
em:
http://www.dell.com/downloads/global/power/ps4q04-20040110Zhuo.pdf Acesso em 31 out. 2013.
Intel Corporation, “Intelligent Power Node, Data Center Management”,
material técnico(fev 2008), 0909/DEJ/HBD/PDF,322705-001US,
material
[em
linha
]
pp.
4,6
Disponível
em:
https://communities.intel.com/servlet/JiveServlet/downloadBody/4766102-1-7554/Node%20Manager%20%20A%20Dynamic%20Approach%20To%20Managing%20Power%20I
n%20The%20Data%20Center.PDF Acesso em 02 jun. 2013.
SALGADO, Gustavo Trein, (Julho, 2011) “Estudo sobre o Impacto
Energético de Máquinas Virtuais em um Sistema Computacional Físico”
Trabalho de conclusão (Curso de Engenharia de Computação) –
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Informática.
Porto
Alegre,
pp.
41
[em
linha].
Disponível
em:
http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/31051 Acesso em 10 nov. 2013.
INTELCPUBURNTEST,“Ferramenta de Stress em hardware” versão
2.54
by
AGENTGOD
Disponível
em:
http://www.xgamingstudio.com/files/IntelBurnTest.zip Acesso em 01
jun. 2013.

[15] OPENMANAGE, Dell Inc. “Dell OpenManage Power Center” guia do
usuário
V.1.2
Disponível
em:
http://www.dell.com/support/Manuals/br/pt/19/Product/dell-opnmangpower-center-v1.2 Acesso em 01 jun. 2013.

[16] Earth System Science Data, “Global carbon emissions set to reach
record 36 billion tonnes in 2013” Disponível em: http://www.earthsystem-science-data.net/essd_news_global_carbon_budget_2013.pdf
Acesso em 23 nov. 2013.

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