Grünes Rechenzentrum Mehr Energieeffizienz durch intelligentes Rechenlast- und Powermanagement

Passend zum modularen, standardisierten Rechenzentrum RiMatrixS hat Rittal auch ein passendes Kühlmodul (indirekte Freikühlung) im Angebot.
Die Ergebnisse des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projekts wurden bei Konsortialführer Rittal in Herborn vorgestellt. Passend zum modularen, standardisierten Rechenzentrum RiMatrixS hat Rittal bei seinem Kunden Wollschläger ein passendes Kühlmodul (indirekte Freikühlung) aufgestellt.

Wie lässt sich die Energieeffizienz von Rechenzentren weiter steigern? Welche Maßnahmen bei Servern, Klimasystemen und Infrastruktur sind sinnvoll? Das war Inhalt des dreijährigen Forschungsprojekts Adaptive Computing for Green Data Centers „AC4DC“.

Mit drei Zielen ging AC4DC im Mai 2011 an den Start: Erstens ging es darum, Speicherplatz in Endgeräten (wie beispielsweise Desktop-Rechnern) als kostengünstigen Backup-Speicher (Smart Storage) zu nutzen. Zweitens sollte sich aus allen Bedingungen vor Ort ein dynamischer Referenzpreis pro Rechenleistung ergeben (Last- und Powermanagement). Und drittens sollten Umgebungsbedingungen wie Wind oder die Außentemperatur bei der Klimatisierung des Rechenzentrums helfen.

Rechenzentren zählen in der IKT zu den größten Stromfressern überhaupt: Laut einer Studie des Borderstep-Instituts in Zusammenarbeit mit dem BITKOM verbrauchten die zirka 2,4 Millionen in Deutschland installierten Server im Jahr 2012 rund 9,4 Terrawattstunden Strom. Das entspricht in etwa der Stromproduktion von vier mittelgroßen Kohlekraftwerken.

Der immense Strombedarf entsteht vor allem durch die immer höhere Leistungsdichte, isoliert optimierte Einzelsysteme und ungenutzte Kapazitäten. Während der dreijährigen Laufzeit des Projektes AD4DC stand deshalb die ganzheitliche Betrachtung von Rechenzentren im Vordergrund: „Die Methoden zielen auf die Datenspeicher, Server, Applikationen und die physische Infrastruktur sowie die Klimatisierung in Rechenzentren ab“, erklärte Bernd Hanstein, Hauptabteilungsleiter Produktmanagement IT bei Rittal und verantwortlicher Gesamtprojektleiter für AC4DC.

Auch Arbeitsplatzrechner in angeschlossenen öffentlichen und privaten Verwaltungen wurden in die Forschung einbezogen. Diese Bereiche machen zusammen etwa 23 Prozent des Energiebedarfs der Informations- und Kommunikationstechnik in Deutschland aus, insgesamt etwa 13 Terrawattstunden pro Jahr.

Durch ein besseres Zusammenspiel aller Bausteine eines Rechenzentrums – einschließlich der bedarfsorientierten Dimensionierung und Softwarekonfiguration der Server, Speicher und Netzwerkgeräte sowie der Kühlsysteme und Stromabsicherung – konnten die Projektpartner schließlich eine deutliche Energieeinsparung präsentieren. „Je nachdem, wie der Referenzpreis pro Rechenleistung ausfällt, verschiebt AC4DC Aufgaben innerhalb des Rechenzentrums und auch zwischen den Standorten“, stellte Hanstein heraus.

Durch intelligentes Last- und Powermanagement von Servern lassen sich bis zu 50 Prozent Energie einsparen. Eine deutliche Verbesserung des Power Usage Effectiveness (PUE) gelingt zusätzlich durch die kombinierte Regelung aller Klimakomponenten.

In einem Mittelstands-Rechenzentrum mit einer maximalen IT-Last von durchschnittlich 60 kW bringt das eine Verbesserung des PUE von 1,5 auf 1,3. Das entspricht einer jährlichen Einsparung von 29,8 Tonnen Kohlendioxid. Und: Bislang ungenutzter Speicherplatz in Desktoprechnern wird wertschöpfungssteigernd genutzt, als kombinierte Cloud-Backup-Lösung für die Sicherung von Datenservern. Gleichzeitig kann man durch diese spezielle Backup-Lösung auf zusätzliche, dedizierte Backup-Hardware im Rechenzentrum verzichten. Eine Senkung der Dienstleistungskosten ist ein weiterer positiver Effekt.

Rittal hat sich im Forschungsprojekt auf die Bereiche IT-Infrastruktur und Klimatisierung konzentriert und praktisch umgesetzt: Forschungsresultate und Konzepte von AC4DC sind in die Entwicklung des modularen, standardisierten Rechenzentrums von Rittal, RiMatrix S (PUE von bis zu 1,15), eingeflossen. RiMatrix S nutzt für maximale Effizienz Daten aus allen Infrastrukturkomponenten, um den perfekten Betriebspunkt für die aktuelle Auslastung des Rechenzentrums zu finden. Die Ausführung gibt es als Einbau in einer Bestandsimmobilie mit Gangeinhausung, in einen Sicherheitsraum oder in einen Container .

Neben Rittal hat sich die BTC IT Services GmbH (BITS) aus Oldenburg, der Zweckverband Kommunale Datenverarbeitung (KDO) Oldenburg und das OFFIS Institut für Informatik, ebenfalls aus Oldenburg, beteiligt. Als wissenschaftliche Partner haben sich die Universität Paderborn sowie das Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit aus Berlin bei AC4DC engagiert.