Rechenzentrum des CERN. Foto: Florian Hirzinger /Wikimedia / Lizenz unter CC BY-SA 3.0 www.hirzinger.cc

So wird Ener­gie­ef­fi­zienz in Rechen­zentren geleistet

von | 14. Februar 2017

Das World Wide Web erscheint uns zwar oftmals als eine Art sphä­ri­sches Netzwerk, doch stecken dahinter ganz reale, greifbare Hardware-​Komponenten, die jede Menge Energie verbrauchen. Längst beschäf­tigen sich die Verwalter großer Rechen­zentren mit dem Thema Ener­gie­ef­fi­zienz, um Geld zu sparen und die Umwelt zu schonen. Nach­hal­tigkeit und Green-​IT wird immer relevanter.

Ansatz­punkt Kühlung: Ener­gie­ver­brauch an der Wurzel packen

Der Ener­gie­ver­brauch eines modernen Rechen­zen­trums steht und fällt mit der Kühlung, hierfür kann durchaus mehr als ein Drittel des gesamten Ener­gie­ver­brauchs anfallen. Aus diesem Grund konzen­trieren sich die meisten Bemü­hungen zur Ener­gie­re­du­zierung auf diesen essen­zi­ellen Bereich.

Die Luft­kühlung hat derzeit noch deutlich die Nase vorn, doch die Wasser­kühlung holt mit großen Schritten auf. Für einige deutsche Unter­nehmen kommt auch die Server­an­mietung in kühleren Ländern infrage, beispiels­weise in Norwegen, Irland oder Schweden, doch die meisten Unter­nehmen wünschen sich ihr Data Center direkt vor der eigenen Tür. Neue Kühl­kon­zepte gelangen regel­mäßig auf der CeBIT zur Vorstellung, aber auch auf Spezi­al­messen wie der ISH in Frankfurt sind immer wieder frische Ideen zu bewundern, die in den einschlä­gigen Branchen Anklang finden.

Alu-​Wärmetauscher redu­zieren Einlass­tem­pe­ratur am Rechner

Die Nürn­berger Noris Network betreibt in seinem Data Center zwei Kühlräder der Marke Kyoto Cooling. Ähnliche Anlagen werden bereits seit vielen Jahren zur Kühlung von Gebäuden einge­setzt, in Rechen­zentren halten sie erst seit Kurzem Einzug.

Die beiden mit Kyoto-​Cooling-​Zellen ausge­stat­teten Räder bringen es je auf drei Tonnen Gewicht und sechs Meter Durch­messer, Platz genug muss also vorhanden sein. Alu-​Wärmetauscher sorgen am Rechner für eine Einlass­tem­pe­ratur von 22 Grad, ganz nach Kunden­wunsch. Theo­re­tisch wären auch ein paar Grad mehr möglich, doch Ener­gie­sparen ist eben nicht alles.

Foto: 1&1/ Flickr / Lizenz unter CC BY 2.0

Foto: 1&1/ Flickr /​Lizenz unter CC BY 2.0

Leis­tungs­stärke und Redundanz als wichtige Betriebsfaktoren

So wie viele Firmen die Hoch­ver­füg­barkeit ihres Rechen­zen­trums prio­ri­sieren, zählen in der Regel auch Leis­tungs­stärke und Redundanz zu den Zielen der Hard­ware­kon­struk­teure. Darum verfügen moderne, zerti­fi­zierte Data Center beispiels­weise über komplett doppelt abge­si­cherte Systeme, um Ausfälle zu vermeiden und sämtliche Daten best­möglich vor Verlust zu schützen: Jeder Server besitzt einen Zwilling, ebenso wie die Klima­an­lagen und die Strom­wandler. Statt eines riesigen Diesel­motors arbeiten zwei Motoren an der täglichen Strom­ver­sorgung, zwei weitere Gene­ra­toren stehen für den Noteinsatz bereit. Falls Über­brü­ckungs­zeiten entstehen sollten, springt ein Heer von Batterien ein, die die gesamte Anlage für etwa 15 Minuten mit Strom versorgen können. Wie das in der Praxis aussehen kann, zeigt das folgende Video:

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Quelle: Poker­stars

Facebook setzt zunehmend auf erneu­erbare Energien

Facebook setzt mit seinen neuen Rechen­zentren voll­ständig auf erneu­erbare Energien, die geplante Anlage im irischen Clonee erhält seine Energie komplett aus der Windkraft. Bis zum nächsten Jahr soll die gesamte Infra­struktur des Inter­ne­t­riesen zur Hälfte mit grünem Strom betrieben werden, ein hoch­ge­stecktes Ziel, das Zuckerberg aber wahr­scheinlich einhalten wird. Und noch ein weiteres Feature macht das Bauprojekt in Clonee so inter­essant: Der neuen tech­ni­schen Anlage wird das Open Compute Project zugrunde liegen, ein ener­gie­ef­fi­zi­enter Standard, der die Strom­ver­luste auf etwa 3 Prozent der einge­speisten Energie senkt.

Abwärme der Server­schränke als Zentral­heizung nutzen

Neben der Nutzung inno­va­tiver Kühlungs­an­lagen gehören also auch die verstärkte Verwendung erneu­er­barer Energien und der Einbau effi­zi­enter tech­ni­scher Kompo­nenten ins Ener­gie­ef­fi­zi­enz­pro­gramm der großen Rechen­zentren. Doch wäre es nicht auch einmal eine Über­legung wert, ob sich die Abwärme der leis­tungs­starken Server ener­ge­tisch nutzen lässt, statt sie möglichst effektiv zu vernichten? Immerhin exis­tieren bereits Über­le­gungen, Server­schränke auszu­lagern und sie als Zentral­hei­zungs­ele­mente zu verwenden; die in Kellern von Privat­häusern und Gewer­be­be­trieben gela­gerten tech­ni­schen Einheiten ließen sich dann per WLAN mitein­ander vernetzen. Auf diese Weise wären ganz sprich­wörtlich zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen, und die Idee klingt nicht einmal nach ferner Utopie.

Foto: geralt / pixabay Rechenzentrum, Server, Abwärme

Foto: geralt /​pixabay

Daten lassen sich nicht im luft­leeren Raum speichern

Der Bedarf an groß­for­ma­tigen Server­ein­heiten wird auch in Zukunft wachsen, denn die Ausweitung des Internets schreitet weiter voran. Dem gegenüber steht der Wunsch nach größt­mög­lichen Ener­gie­ein­spa­rungen, doch Daten lassen sich leider nicht im luft­leeren Raum speichern. Aus diesen Gründen wird das Thema Ener­gie­ef­fi­zienz in Rechen­zentren noch lange aktuell bleiben und immer wieder neue Inno­va­tionen herbringen.

Frank Urbansky

Freier Jour­na­list und Fach­au­tor, unter anderem für die Fach­ma­ga­zine und Portale Brenn­stoff­spie­gel, Uniti; DW Die Woh­nungs­wirt­schaft und Immo­bi­li­en­wirt­schaft; Haufe-Lexware; Energie&Management; IVV, Huss Medien; Motor­tech­ni­sche Zeit­schrift und Sprin­ger­Pro­fes­sio­nal; Sprin­ger Fachverlag; SHK Profi und tab, Bau­ver­lag; stadt+werk, k21

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