PLANEJAMENTO E GESTÃO DE DATA CENTER INSTITUCIONAL · Empresas Servidores de Email Controle Fiscal...

PLANEJAMENTO E GESTÃO DE DATA CENTER

INSTITUCIONAL

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EXPERTISE

FILIAL USA

Desde 2014 com presença nos Estados Unidos com engenheiros e consultores

com mais de 20 anos de experiencia em infraestrutura de Data Center

ESCRITÓRIO BRASIL

Desde 2005 no Brasil, conta com uma equipe de engenheiros, consultores e gerentes de projeto com mais de 20

anos de experiencia em Data Centers

PRINCIPAIS CLIENTES BRASIL

PRINCIPAIS CLIENTES LATAM

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NOSSOS SERVIÇOS

• Gerenciamento de projetos e obras• Fiscalização técnica de obras• Gestão de versão de plantas e gestão financeira do projeto• Report Executivo

• Projetos para Data Centers• Projetos de Retrofit• Execução de obras

• Assessment de Infraestrutura • Consultoria para planejamento e estudo de viabilidade• Site Selection• Suporte a engenharia de vendas de provedores

• Gestão de Ativos• Gestão de Níveis de Serviço• Gestão de Infraestrutura • Gestão de Planejamento de Capacidades• Análise e implantação de processos operacionais

CONSULTORIA EM DATA CENTER

DATA CENTER SERVICES

GERENCIAMENTO

ENGENHARIA

DATA CENTER

TEMA 1: INTRODUÇÃO À INFRAESTRUTURA DE DC

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O QUE É UM DATA CENTER ?

Onde estão e para onde vão as informações que acessamos e postamos diariamente em nossos

aparelhos eletrônicos?

Notícias Streaming (Vídeo / Musica) Jogos

Pessoas

ICloud GoogleDocs DropBox Caixa de Email Facebook

Empresas

Servidores de Email Controle Fiscal (ERP) RH Controle Comercial (CRM) Gestão de Documentos

Fotos Email eBooks

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Roteadores

Responsáveis pela comunicação em rede,

recebe e envia informações

Servidores

Responsáveis pelo processamento das

informações

Storage

Responsáveis pelo armazenamento das

informações

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Rack

“Estante” para instalação de hardwares (roteadores, servidores, storage, etc.)

Data Center

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CONSUMOS ELÉTRICOS

Um dos maiores “vilões” de um Data Center é o consumo de energia, pois além de garantir energia para os servidores há a necessidade de refrigerar todo o ambiente.

Data Center

50 Watts

R610 DellAproximadamente

500 Watts

10x mais

Até 42 servidores por rack

Até 20kW a 30kW

Média atual5 – 10 kW por rack

Rack

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CONSUMOS ELÉTRICOS

Um Data Center é composto por inúmeros racks.

No exemplo ao lado há uma sala com 38 racks.

Se considerarmos cada rack com 6kW, teremos:

38 racks x 6kW = 228kW

Neste caso temos mais de 200kW concentrados em uma sala de aproximadamente 100m²

Layout Data Center

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DENSIDADEA densidade é o quociente da capacidade total do Data Center em kW dividido pela

quantidade de racks no Data Center.

Ex. 500kW / 180 racks = Densidade de 2,77 kW/Rack1000kW / 150 racks = Densidade de 6,66 kW/Rack

Cada Data Center possui uma densidade diferente de acordo com o seu projeto / uso.Os Data Centers podem ser classificados pela sua densidade.

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DISPONIBILIDADE DO AMBIENTE

Além de ter uma grande capacidade de energia, o Data Center também precisa definir sua disponibilidade. Um Data Center de alta disponibilidade tem de funcionar de maneira

ininterrupta, 24 horas, 7 dias por semana e 365 dias no ano.Para isso o projeto precisa garantir que haja condições de manter o site operando, mesmo

em tempo de manutenção ou falhas de equipamentos.As redundâncias são definidas de acordo com cada projeto. O mercado segue o conceito de

TIER como referência de disponibilidade.

Requisito Tier I Tier II Tier III Tier IV

Número de caminhos de distribuição 1 1 1 Ativo e 1 Passivo 2 Ativo

Componentes redundantes N N + 1 N + 1 2 (N+1)

Tempo de indisponibilidade no ano 28,8 hrs 22,0 hrs 1,6 hrs 0,4 hrs

Disponibilidade do site 99,671% 99,749% 99,982% 99,995%

TIER CLASSIFICATION – UPTIME INSTITUTE

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TIER I

® Uptime Institute

Baixa disponibilidade;

Serviços pouco críticos;

Até 28,8 horas de indisponibilidade por ano;

Não requer nenhum componente redundante;

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TIER II

Média disponibilidade;

Serviços pouco críticos;

Até 22 horas de indisponibilidade por ano;

Possui equipamentos redundantes;

Tolerância a manutenção de equipamentos;

® Uptime Institute

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TIER III

Alta disponibilidade;

Serviços de missão crítica;

Apenas 1,6 horas de indisponibilidade por ano;

Possui sistemas redundantes;

Tolerância de uma falha durante a manutenção de equipamentos;

® Uptime Institute

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TIER IV

Altíssima disponibilidade;

Serviços de missão crítica;

Apenas 24 minutos de indisponibilidade por ano;

Possui sistemas redundantes e equipamentos redundantes;

Tolerância a falhas de mais de um equipamento durante manutenção;

® Uptime Institute

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DISPONIBILIDADE

A disponibilidade do ambiente não está apenas ligada ao seu sistema elétrico.

É importante garantir a refrigeração do Data Center, já que os hardwares possuem

alarmes e sistemas de proteção que desligam o equipamento por alta

temperatura.

Por conta disso, é importante possuir um sistema de ar-condicionado que faça o controle de temperatura e umidade do ambiente e ainda assim garanta a alta

disponibilidade.

ASHRAE Data Center StandardsAmerican Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers

Temperatura: 20ºC +/- 3ºCRange: 17ºC a 23ºC

Umidade Relativa: 50% +/- 5%Range: 45% a 55%

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EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

Os custos operacionais de um Data Center estão diretamente ligados a

eficiência energética.

A eficiência de um Data Center é medida pelo seu PUE (Power Usage

Effectiveness).

O PUE é o resultado da seguinte equação:

PUE= Consumo Total

Consumo TI PUE=

1127kW

588kW= 1,92

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EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

Como reduzir o PUE?

Essa é a pergunta que o mercado de Data Center trabalha para responder diariamente, a cada novo projeto este é um ponto importante e a indústria de ar-

condicionado trabalha no desenvolvimento de produtos que visam atender os requisitos de um Data Center mas com eficiência energética.

1.89 1.8 1.67 1.71.9

2010 2011 2012 2013 2014

Average reported PUEs from surveys 2010 ~ 2014Uptime Institute

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REQUERIMENTOS TÉCNICOS

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A definição da estrutura predial que sustentará o Data Center dá início ao design de um novo ambiente.

Reaproveitar galpões já construídos, usar um andar em um prédio comercial, trabalhar com containers ou mesmo construir um prédio para este fim, são algumas das opções que são consideradas em um projeto.

É importante sempre ter em mente que é necessário ter um pé-direito de no mínimo 3,50m, sustentação de peso de ao menos 1,5 tonelada por m², e validar as questões de acesso e segurança física.

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CONSTRUÇÃO DE UM DATA CENTER

Em geral Data Center são construído em pavimento térreo devido as questões de peso em laje, além da dificuldade de instalação de

equipamentos, ar-condicionado e UPS por exemplo, precisam de um elevador especial ou mesmo serem içados para andares superiores.

Data Centers não possuem janelas, pois além de requisito de segurança, também é

prejudicial ao controle de temperatura e umidade.

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CONSTRUÇÃO DE UM DATA CENTER

Data Centers normalmente possuem pé-direito alto e um piso elevado que pode ser usado para o

insuflamento do ar-condicionado e para distribuição de cabeamento elétrico e de dados.

O cabeamento também pode ser distribuído por leitos sobre os racks.

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A Tensão de Entrada (TE) do edifício escolhido para o Data Center é o dado inicial para um projeto elétrico, as tensões mais encontradas são: 220V, 380V, 480V, 13.8kV, 34.5kV, 88kV.

A partir da TE é possível definir em projeto qual será a Tensão de Operação (TO), para a infraestrutura, os equipamentos para DC normalmente trabalham nas seguintes tensões 480V, 380V, 220V.

Com a TE e a TO definidas se define então a Tensão de Saída (TS), esta é a tensão que irá alimentar os equipamentos de TI.

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Os equipamentos que podem compor um sistema elétrico para um Data Center são os seguintes:

- Transformador- Quadro de Transferência (QTA ou QTM);- Gerador;- Quadros Elétricos;- UPS; - STS;- PDU;- RPP;- Barramentos;

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Equipamentos responsáveis por transformar a tensão do sistema elétrico:

TRANSFORMADORES

13.8kV

480V

Sistema Elétrico:

QTA/QTMGerador

UPSSTS

220V220V

TE

TO

TS TS

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Painel responsável pela transferência de energia entre rede e geradores:

QUADROS DE TRANSFERÊNCIA

13.8kV

480V

220V 220V

TE

TO

TS

Sistema Elétrico:

UPSSTS

PDU / RPP

480V

TS

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Equipamento responsável pela geração de energia autônoma para o DC

GERADORES

220V 220V

TS

Sistema Elétrico:

UPSSTS

PDU / RPP

480V

TS

TE

13.8KV

TO

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Equipamento responsável pela garantia de energia sem interrupção ao Data Center.

UPS (Uninterruptible Power Supply)

220V 220V

TS

480V

TS

TE

13.8KV

TO

Sistema Elétrico:

STSPDU / RPP

Barramento

ACDC

DCAC

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220V 220V

TS

480V

TS

TE

13.8KV

TO

Sistema Elétrico:

STSPDU / RPP

Barramento

ACDC

DCAC

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220V 220VTS

480V

TS

TE

13.8KV

Sistema Elétrico:

STSPDU / RPP

Barramento

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Equipamentos responsáveis pela distribuição de energia aos racks.PDU – Panel Distribution UnitRPP – Remote Power Panel

PDU / RPP

220V

TS

480V

TE

13.8KV

TO

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Equipamento responsável pela transferência de energia entre as fontes de forma ininterrupta.

STS (Static Transfer Switch)

Quadro de Entrada

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Equipamento responsável pela transferência de energia entre as fontes de forma ininterrupta.

STS (Static Transfer Switch)

Quadro de Entrada

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O desafio do sistema de ar-condicionado é garantir que os racks recebam ar frio e que o ar quente despendido pelos hardwares sejam rapidamente coletados pelas máquinas de ar-condicionado que estão

no ambiente.Para isso se usa a solução de corredores quentes e corredores frios.

O sistema é sempre determinado de acordo com a disponibilidade (TIER) e da densidade média projetada (kW / rack) para o Data Center.

O controle de temperatura e umidade é controlado por

máquinas de precisão.

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O sistema de expansão direta é um sistema parecido com o que conhecemos de maquinas de uso residencial ou comercial (splits).

São equipamentos que consistem de um evaporador/ventilador que insuflam ar para dentro do ambiente e realizam a troca de calor através de gás até o condensador que fica fora do ambiente.

SISTEMA EXPANSÃO DIRETA

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O sistema que faz uso de água gelada é mais complexo e usado em grandes instalações devido a eficiência energética. Há inúmeras formas de design de uma Central de Água Gelada (CAG), aqui vamos ver algumas opções típicas.

SISTEMA ÁGUA GELADA

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ASPECTOS GERAIS

Outros equipamentos / sistemas:

- Free Cooling- In Roll- Porta de Rack Refrigerada- Up Flow- Down Flow- Blank Panel

Itens a serem considerados no projeto:

- CFD- Fluxo (ar-quente e frio)- Confinamento- Altura de piso elevado- Dutos

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O Data Center precisa estar apoiado por sistemas de segurança física.

É importante garantir que apenas pessoas autorizadas acessem o ambiente, através de câmeras de monitoração e controles eletrônicos de acesso.

Outra questão a ser considerada é a proteção contra incêndio com sistemas de deteção de fumaça e sistemas que garantam o combate a incêndio.

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Sistemas de controle de acesso tem por objetivo restringir o acesso de pessoas ao ambiente do Data Center.

Em geral são feitos com os seguintes equipamentos:

- Acesso eletrônico (crachá, biometria, senha);- Porta eclusa;- Níveis de checagem e permissão;- Acompanhamento de visitantes;

CONTROLE DE ACESSO

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O circuito fechado de TV tem por objetivo fazer uma checagem adicional ao sistema de controle de acesso, através de câmeras de monitoramento e também mitigar riscos com acessos indevidos e atitudes suspeitas dentro do ambiente do Data Center e nas salas de infraestrutura.O ideal é que haja gravação das imagens e que os registros sejam guardados por pelo menos 30 dias e que as imagens sejam monitoradas 24 horas por dia por uma equipe especializada.

CFTV (CIRCUITO FECHADO TV)

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Os sistemas de detecção tem como função garantir que qualquer princípio de incêndio possa ser rapidamente detectado protegendo os sistemas e o investimento financeiro realizado no ambiente.Os sistemas mais comuns utilizados em Data Center são:

- Detectores de fumaça iônicos;- Sistema de detecção precoce;

DETECÇÃO DE INCÊNDIO

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O combate pode ser realizado de forma manual com extintores de incêndio ou automático que deve ser acionado sempre que houver um alarme vindo dos sistemas de detecção. Os sistema automáticos podem ser realizados através de gases ou de água:

COMBATE A INCÊNDIO

GásFM200FE25NOVECInergen

ÁguaSprinklerSprinkler (dry-pipe)Nebulização

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Com o objetivo de garantir o funcionamento de todos os sistemas que atendem o Data Center é importante que haja um sistema de monitoração da infraestrutura.

O BMS (Building Management System) tem a função de consolidar em uma única central todos os alarmes dos equipamentos instalados.

Desta forma a operação do Data Center é avisada em tempo real de qualquer falha e pode atuar garantindo a continuidade dos serviços 24x7x365.

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EXEMPLO DE BMS

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EXEMPLO DE BMS

PLANEJAMENTO E GESTÃO DE DATA CENTER

TEMA 2: ASPECTOS GERAIS DA OPERAÇÃO

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PROCEDIMENTOS

Com a implantação da equipe de operação e a contratação das manutenções dos fabricantes é importante criar todos os procedimentos operacionais (MOP).

Estes procedimentos devem ser testados durante o comissionamento do projeto e serem utilizados no treinamento da equipe de operação e publicados de forma a garantir

que não ocorra erros durante uma manobra de energia ou de qualquer outro sistema.

Do mesmo modo é importante identificar cada equipamento e seus componentes para que em caso de necessidade de manobra / desligamento não tenha risco de falhas.

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OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO

Operação

Equipe 24x7(própria ou terceirizada)

EletrotécnicoMecânico de Refrigeração

Engenharia

Monitoração (BMS)

Preventiva

Plano AnualContrato de Manutenção

FabricantesMedir mensalmente

Peças de reposição

Corretiva

Medir mensalmente Contrato de Manutenção

FabricantesGarantir SLA

Abertura de chamado 24x7

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PLANO ANUAL DE MANUTENÇÃO

O plano anual de manutenção preventiva e inspeções deve considerar todos os

equipamentos e sistemas e a periodicidade sugerida por cada fabricante.

Exemplos:

Troca de filtros do ar-condicionado: mensalManutenção de UPS: trimestral

É importante definir quais manutenções são realizadas com o equipamento em operação e qual é necessário desligar o equipamento ou

sistema para realizar a manutenção.

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PLANO DECENAL

Ano 2 Ano 3 Ano 4 Ano 5 Ano 6 Ano 7 Ano 8 Ano 9 Ano 10

PREVENTIVA

RETROFIT

TROCA DE BATERIA

TERMOGRAFIA

SPDA

COMPRESSOR

CAPACITOR

Há uma série de manutenções e retrofits que não acontecem dentro de um mesmo ano, por conta disso é importante que se realize um mapa decenal que irá trazer

input para o mapa anual dos próximos anos. Este mapa irá ajudar na gestão financeira do Data Center.

DATA CENTER

TEMA 3: MERCADO DE DATA CENTER

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MERCADO BRASILEIROO mercado brasileiro de Data Center é relativamente novo, os primeiros Data Centers

foram inaugurados há menos de 30 anos, primeiramente com os bancos privados e logo depois em empresas de tecnologia.

Pioneiros no Brasil:• IBM• EDS (DXC)• ALOG (EQUINIX)• OPTIGLOBE (TIVIT) • IMPSAT• (CenturyLink)• DIVEO (UOLDIVEO)• METROREDE (Oi)• Terremark

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MERCADO BRASILEIROObservando o mercado é possível verificar que o crescimento de Data Centers para

venda de serviços no país passou por picos e vales nos últimos 20 anos.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Área construída em m²

EDS OPTIGLOBE IBM DIVEO ALOG

T-SYSTEMS METROREDE IMPSAT ASCENTY ODATA

EMBRATEL TERREMARK GBT

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MERCADO BRASILEIROMercado brasileiro apesar de ser muito pequeno em relação ao mercado americano e

europeu, representa metade da infraestrutura de Data Center da América Latina.

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MERCADO BRASILEIRO

Não há um estudo absoluto sobre o tamanho do mercado de Data Center no Brasil em relação a outros países fora da América

Latina, por exemplo os EUA.

Historicamente o faturamento de empresas globais no Brasil giram em torno de 2 a 3% do

faturamento global da companhia e estima-se que este seja o tamanho do mercado de

DC, em relação ao mercado internacional.

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MERCADO BRASILEIRO

Não há um estudo absoluto sobre o tamanho do mercado de Data Center no Brasil em relação a outros países fora da América

Latina, por exemplo os EUA.

Historicamente o faturamento de empresas globais no Brasil giram em torno de 2 a 3% do

faturamento global da companhia e estima-se que este seja o tamanho do mercado de

DC, em relação ao mercado internacional.

3%

32%

49%

15%

Equinix em %

Brasil Europe + Middle East EUA Australia + Asia

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MERCADO GLOBAL

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USUÁRIOS DE REDES SOCIAIS PELO MUNDO

59


60


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DATA CENTER PER CAPITA

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PARA ONDE VAMOS?

O mercado internacional de Data Center tem demonstrado um movimento grande consolidação em grandes empreendimentos. Os últimos DCs inaugurados nos EUA para serviços chegam a

aproximadamente 100.000m² de área construída.

Descrição do Edifício2 níveis: 1,057,000sqf

Ou 98.198 m²

UPS Power Capacity

84.000kWOu 84mW

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PARA ONDE VAMOS?

No Brasil o movimento é parecido, porém mais modesto, já que os TOP5 (Google, Facebook e Microsoft, Amazon e Apple) tem trazido a sua

infraestrutura para o Brasil sem construir DCs próprios.

Porém o mercado de colocation e hosting deve encolher por conta da migração para Cloud Computing.

Neste cenário os grandes DCs devem ficar cada vez mais com serviços dos TOP5 e o usuário utilizará infraestrutura compartilhada de uma destas empresas, ou

de Startups que ainda não conhecemos.

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PARA ONDE VAMOS?

Na contramão há especialistas que apostam que além dos grandes DCs, teremos um movimento nos próximos anos dos “DCs de bairro”, e esse fenômeno está

diretamente ligado a uma outra realidade da tecnologia, o IoT.

Com a Internet das Coisas cada vez mais presente nas casas, automatizando desde lâmpadas até eletrodomésticos, o tráfego de informação demandará estruturas locais

para que de lá sejam transportados para processamento nos grandes centros.

Data Center CentralDC Local DC Local

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ENERGIAS RENOVÁVEIS

Sabendo que o grande vilão de custo em um Data Center é o

consumo de energia, as empresas tem tido projetos voltados a

Green IT há muitos anos.

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ENERGIAS RENOVÁVEIS

Porém nos últimos anos o uso de energias

renováveis deixou de ser uma questão de custos

para ser uma questão de sobrevivência, já que o

crescimento da infraestrutura tem sido exponencial e gerar a

própria energia passou a ser um caminho único

para quem quer sobreviver neste mercado.

OBRIGADO!

PERGUNTAS?

Gustavo MoraesDiretor

[email protected]

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