Rittal tritt als Komplettanbieter auf Das energieeffiziente Rechenzentrum aus einer Hand

Rechenzentrum aus einer Hand
Rechenzentrum aus einer Hand

Rittal hat sich der Realisierung besonders energieeffizienter Rechenzentren verschrieben. Wie eine solche schlüsselfertige Lösung entsteht, erklärt Bernd Hanstein, Hauptabteilungsleiter Produktmanagement System Solutions von Rittal, im Interview.

Markt & Technik: Welche Produkte und Dienstleistungen sind erforderlich, um ein energieeffizientes Rechenzentrum »schlüsselfertig« realisieren zu können?

Bernd Hanstein, Rittal: Das Dienstleistungsangebot bei Rittal beginnt mit der Beratung und Planung im Vorfeld, bei der zunächst die Bedürfnisse des Kunden in Sachen Sicherheit, Verfügbarkeit und benötigter Rechenleistung abgefragt werden. Auf dieser Grundlage wird ein Konzept erstellt, in das auch Energieeffizienzbetrachtungen einfließen. Neue Ansätze wie die Nutzung von Geothermie zur Kaltwassererzeugung können hier durchaus mit eingebracht werden.  Zu unseren Produkten für IT-Infrastruktur gehören Sicherheitsräume, Server-Racks, Kühlgeräte und USV-Systeme, aber auch Monitoring- und Softwarelösungen zum Management der IT-Infrastruktur. Schließlich fungieren wir häufig als Generalunternehmer und sorgen so für den schlüsselfertigen Bau von Rechenzentren. Service und Wartung gehören schließlich ebenfalls zum Gesamtpaket.

Welchen Stellenwert hat das Thema Energieeffizienz?

Die Bedeutung wird klar, wenn man sich vor Augen hält, dass die CO2-Emission aller Rechenzentren weltweit ungefähr der des gesamten Flugverkehrs entspricht! Es handelt sich also um enorme Energiemengen, die hier verbraucht werden. Sehr große Rechenzentren wie die von Google oder großen Automobil-Herstellern liegen dabei im Megawattbereich. Das Dubliner Rechenzentrum von Microsoft gilt als sehr effizient, verbraucht aber mit 5,4 Megawatt immer noch soviel Energie wie eine Gemeinde mit rund 4.000 Einwohnern. Dem Thema Energieeffizienz kommt heute also eine sehr hohe Bedeutung zu.

…oft weisen Rechenzentren allerdings eine ziemlich schlechte Energiebilanz auf.

In den letzten Jahren ist der Anspruch an die Verfügbarkeit der IT stetig gewachsen; der Stellenwert der IT hat zugenommen. Viele Rechenzentren haben jedoch über die Jahre gewachsene organische Strukturen, sowohl serverseitig als auch in Sachen Infrastruktur. Wer höchste Verfügbarkeitsansprüche realisieren will, ohne bei den Aufwendungen für die Energieversorgung in die Kostenfalle zu laufen, sollte daher über eine grundlegende Modernisierung nachdenken. Solche Investitionen amortisieren sich durch signifikante Einsparungen beim Energieverbrauch.

Was sind die größten Verbraucher im Rechenzentrum?

In einem »guten«, also effizienten Rechenzentrum, fließt fast der gesamte Strom in die Server. Zwar wird immer auch ein Teil der Energie für USV und Klimatisierung benötigt. Je effizienter das Rechenzentrum ist, desto geringer ist jedoch dieser Anteil. Bei herkömmlichen Rechenzentren ist von einem »1-zu-1«-Verhältnis auszugehen. Das bedeutet: Die Infrastruktur verbraucht genau soviel Strom wie die Server selbst.

Heißt das, dass bei der Infrastruktur wie zum Beispiel der Kühlung auch das größte Einsparpotenzial vorhanden ist?

Es bieten sich verschiedene Optionen an, den Energieverbrauch zu reduzieren. Serverseitig empfiehlt es sich, herkömmliche Server durch Blade-Server zu ersetzen und die IT-Anwendungen weitestgehend zu virtualisieren. Auf diese Weise benötigt man bei gleichbleibender Anwendungsanzahl weniger Server und damit auch weniger Strom.
Größtes Einsparpotenzial bei der Peripherie bieten wie vermutet die Klimatisierung und die USV-Systeme. Rund 50 Prozent der zur Kälteerzeugung notwendigen Energie lassen sich durch eine intelligente Klimatisierungslösung einsparen!

Worauf ist im Speziellen bei der Kühlung zu achten?

Welches Klimakonzept geeignet ist, hängt von den individuellen Gegebenheiten beim Kunden ab. Strom spart bereits, wer sein Rechenzentrum nach dem Kalt-/Warmgang-Prinzip konzipiert. Eine Gangschottung sorgt darüber hinaus dafür, dass die kalte Luft nicht aus dem Kaltgang entweicht. Darüber hinaus lassen sich Hotspots, also besonders heiße Server durch server-basierte Klimageräte wie unsere »Liquid Cooling Packages« beseitigen. Die Energieeffizienz lässt sich aber auch durch den Einsatz einer Freikühlanlage oder von Geothermie steigern. Die Management-Software »RiZone« von Rittal, die auf einer sensorbasierten Überwachungslösung basiert, ermöglicht darüber hinaus die Auswertung von wichtigen Umgebungsparametern wie Feuchte oder Temperatur im Rechenzentrum. Mit ihrer Hilfe lässt sich die Kühlung bedarfsgerecht regeln und so der Energiebedarf weiter senken.

Und was ist bei den USV-Systemen besonders zu beachten?

Hier sollte man nicht außer Betracht lassen, dass ältere Geräte zwar gut für traditionelle Rechner geeignet sind, diese mit modernen Blade-Servern aber nur mäßig harmonieren. Eine Modernisierung bringt eine Ersparnis von bis zu 30 Prozent bei den durch die USV verursachten Verlustleistungen.

Was waren aus Ihrer Sicht in der Vergangenheit die wichtigsten Meilensteile und Erkenntnisse bei der Entwicklung »Grüner Rechenzentren«?

Ein Meilenstein war aus meiner Sicht die Schaffung einer heute international anerkannten Größe zur Berechnung der Effizienz von Rechenzentren durch die Organisation The Green Grid. Der PUE-Wert (Power Usage Effectiveness) setzt den gesamten Energieverbrauch eines Rechenzentrums ins Verhältnis zur Leistungsaufnahme der Server.
Auf der technischen Seite ist die Entwicklung der Freikühlung, vor allem der direkten Freikühlung ein großer Fortschritt. Bei der direkten Freikühlung entfallen alle Zwischenstufen, bei denen durch Wärmetauscher Kälte verloren geht; die kalte Außenluft wird direkt zur Kühlung der Server verwendet. Dadurch können große Mengen Energie für die Klimatisierung eingespart werden. Bei den USV-Systemen halte ich die Entwicklung modularer Anlagen für bedeutsam. Im Teillastbereich ist die Effizienz häufig nicht zufriedenstellend. Hier macht der Einsatz moderner, hoch effizienter modularer USV-Systeme Sinn.

…und welche aus Ihrer Sicht viel versprechenden Projekte und Konzepte befinden sich noch in der Schublade der IT-Branche, also im Forschungs- oder frühen Entwicklungsstadium?

Derzeitige interessante Forschungsprojekte beruhen auf der Tatsache, dass Luft im Grunde kein optimales Kühlmedium ist, da sie Wärme sehr schlecht leitet. Trotzdem werden CPUs, die hauptsächlichen »Wärmeproduzenten« in Servern, meistens mit Luft gekühlt. Die Universität Bielefeld arbeitet an einer Methode, CPUs direkt mit Wasser zu kühlen. Wasser leitet Wärme 25-mal besser als Luft und eignet sich daher viel besser als Kühlmittel. Noch weiter gehen die Forscher von IBM. Sie versuchen derzeit, eine Flüssigkeitskühlung durch Kapillarröhren zu erreichen, die direkt in das Silizium eingebettet sind. Sollte diese Technologie perfektioniert werden, ließe sich die Wärme extrem effizient abführen. Das verwendete Kühlwasser wäre vermutlich sogar heiß genug, um über einen Adsorptionsprozess wieder Kälte zu generieren. Diese könnte dann wieder in den Kühlkreislauf eingebracht werden.