Full-Stack-Optimierung
Telekom spart bis zu 65 Prozent Energie im 5G-Netz
Die Deutsche Telekom senkt mit AMD EPYC CPUs und ganzheitlicher Systemoptimierung den Energieverbrauch im 5G-Netz um bis zu 65 Prozent. Durch dynamische Anpassung an die Auslastung wird Effizienz deutlich gesteigert – mit weiterem Einsparpotenzial für die Zukunft.
Mit einem ganzheitlichen Ansatz hat die Deutsche Telekom den Energieverbrauch ihrer Telco-Cloud-Infrastruktur grundlegend optimiert. Gemeinsam mit AMD, Mavenir, Lenovo, HPE und Juniper konnte der Telekommunikationskonzern die Energiekosten im Core Network in Zeiten mit geringem Datenverkehr um bis zu 65 Prozent senken, ohne Kompromisse bei der 5G-Performance.
Telekommunikationsanbieter stehen vor einem Problem: Sie müssen ihre Infrastruktur für Spitzenzeiten auslegen, verbrauchen aber auch nachts fast genauso viel Energie, obwohl die Nutzung deutlich geringer ist. Genau hier setzte die Deutsche Telekom an. Manuel Keipert, Programme Lead Innovation, Service & Platforms (Core Net) bei der Deutschen Telekom, beschreibt die Herausforderung: »Seit der Cloudifizierung der mobilen Telekommunikation haben sich Ingenieure in der Regel gegen jede Art von Energieskalierung ausgesprochen. Nachts haben wir nur rund 25 Prozent des Netzwerkverkehrs, aber fast den gleichen Energieverbrauch wie in den Stoßzeiten. Das wollten wir ändern.«
5G Core auf AMD EPYC: Die Hardware-Basis
Das 5G Core Network der Deutschen Telekom lief bereits auf 3. Generation AMD EPYC Server CPUs. Mit dem Umstieg auf die 4. Generation mit deutlich mehr Prozessorkernen konnte die Deutsche Telekom signifikante Leistungs- und Effizienzvorteile erzielen, so dass das Projektteam seine hochgesteckten Ziele erreichen konnte. »Der große Vorteil der AMD EPYC Server-CPUs ist, dass sie deutlich schneller hoch- und herunterskalieren können – und das mit einer wesentlich feineren Abstufung in Megahertz. Unsere latenzsensiblen Anwendungen vertragen keine großen Sprünge bei der CPU-Frequenz. Sie benötigen deutlich kleinere Schritte. AMD stellt uns die Werkzeuge zur Verfügung, um genau das umzusetzen«, erklärt Keipert weiter. AMD brachte aber noch einen weiteren Vorteil ein: Das Unternehmen stellt tiefgehende Einblicke in die Core-Architektur sowie spezialisierte Tools bereit, die für die Umsetzung der Optimierungen entscheidend waren.
Wie gesagt: Die Deutsche Telekom setzt auf den ganzheitlichen Ansatz (»Full Stack Energy Efficiency«), bei dem Hardware- und Software-Ebenen inklusive Kubernetes gemeinsam dynamisch skaliert werden. Anders als bei herkömmlichen Optimierungen, die einzelne Komponenten isoliert betrachten, adressiert dieser Ansatz den Energieverbrauch über den gesamten Technologie-Stack hinweg. Das Projektteam untersuchte insgesamt 70 Optimierungsfeatures, von der UEFI-BIOS-Konfiguration über den Kubernetes Power Manager bis hin zu Open-Source-Techniken.
Ergebnisse und Ausblick: Rollout in ganz Europa geplant
Die Ergebnisse aus dem Prototyping-Labor der Deutschen Telekom, in dem AMD EPYC Systeme der 3. und 4. Generation mit und ohne Power-Optimierungen getestet wurden, sind beeindruckend. Das Projekt, das zunächst auf den 5G-Core-Stack mit Mavenir fokussiert war, ist kompatibel mit den meisten anderen Applikationen auf derselben Cloud-Plattform – darunter Hunderte verschiedener Anwendungen für Messaging, Telefonie, Notrufe, TV, Media und Datendienste. Mit Zehntausenden CPUs im 5G Core der Deutschen Telekom sind die kumulierten Einsparungen erheblich.
Die wichtigsten Ergebnisse im Überblick:
Bis zu 65 % Energieeinsparung im Core Network während verkehrsarmer Zeiten
Volle 5G-Performance bei gleichzeitig dynamischer Energieskalierung
Signifikante CO₂-Reduktion durch geringeren Energieverbrauch
Die Deutsche Telekom möchte den Rest der Telekommunikationsbranche zu mehr Nachhaltigkeit inspirieren. »Wir wollen die Branche aufrütteln und Softwareanbieter dazu auffordern, ihre Software zu verbessern, um dieser dynamischen Skalierung der Telco-Cloud gerecht zu werden«, sagt Keipert. Und weiter. »Wir wollen dies in allen europäischen Standorten einführen, da die Energieeinsparungen einfach unglaublich sind.«
Und abschließend: »Wir hoffen, aus der nächsten Hardware-Generation noch mehr herauszuholen. Außerdem wollen wir unser Full-Stack-Energiemanagement weiterentwickeln. Es gibt bereits viele Funktionen, die wir testen werden. Hier können wir noch viel mehr Energie einsparen. Wir erwarten mindestens weitere 20 Prozent Einsparung bei der nächsten AMD EPYC Server-CPU-Plattform.«