Rechenzentren: Paradebeispiel für Vereinbarkeit von Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit

Rechenzentren gelten als Stromfesser. Dabei geht es auch anders. Eric Herzog, Chief Marketing Officer bei infinidat, zeigt auf, auf welche Weise Rechenzentren nicht nur Energiefresser sein können.

Wenn Daten das neue Öl sind, dann sind Rechenzentren die neuen Motoren unserer Wirtschaft. Wie andere Motoren auch verbrauchen sie eine Menge Energie und tragen stark zum weltweiten CO2-Ausstoß bei. Laut Untersuchungen wird die IT-Branche bis 2025 voraussichtlich 20 % des weltweiten Stroms verbrauchen, mehr als jede andere Branche. Ein großes Rechenzentrum kann in einem Jahr mehr als 30 GWh Strom verbrauchen, was seinen Betreiber allein für den Strom rund 3.500.000 Euro kostet. Neben den Kosten sorgt der wachsende öffentliche Druck dafür, dass Rechenzentrumsbetreiber nach Möglichkeiten suchen, ihren CO2-Fußabdruck zu verringern. Schon jetzt verursachen etwa acht Millionen Rechenzentren Kohlendioxidemissionen, welche die der globalen Luftfahrtindustrie in den Schatten stellen. Nicht zuletzt das veränderte Bewusstsein der Konsumenten führt dazu, dass eine schlechte Energiebilanz zu einem Image-Problem werden kann.

Vor allem zwei Faktoren sind für den Energieverbrauch von Rechenzentren verantwortlich. Zum einen benötigen die IT-Geräte im Rechenzentrum Strom zu ihrem Betrieb. Das gilt für Server und Netzwerkkomponenten ebenso wie für Speichersysteme. Weil diese Geräte einen guten Teil, der verbrauchten Energie in Hitze umsetzen, benötigen sie zum anderen zusätzliche Strom zur Kühlung, weil sie nur innerhalb eines begrenzten „Temperaturfensters“ funktionieren können.

Zombie-Server

Neben einem Umstieg auf erneuerbare Energien bietet sich eine Reihe technischer Maßnahmen an, um die Nachhaltigkeit von Rechenzentren zu verbessern. Noch immer finden sich in vielen Rechenzentren Server, die nur zu einem geringen Prozentsatz ausgelastet sind. Während die großen Hyperscaler schon lange beinahe ausschließlich mit virtualisierten Servern operieren, finden sich in vielen kleineren Rechenzentren noch immer Server, die ohne Virtualisierung arbeiten und lediglich einen Workload unterstützen. Schlimmer noch finden sich zuweilen Server, die gar keine sinnvolle Arbeit mehr leisten, sogenannte „Zombie-Server“. Allein durch die Abschaltung dieser Zombie-Server und eine rund 80%ige Auslastung der benötigten Server durch Virtualisierung der Workloads lässt sich eine Menge Energie einsparen. Die Organisation, die den „Energy Star“ für besonders energieeffiziente Geräte vergibt, geht von einem Einsparpotenzial zwischen 10 und 40 Prozent allein durch Virtualisierung aus.

Temperaturtoleranz

Wie beim Stromverbrauch zum Betrieb der Server lässt sich auch bei der Kühlung sparen. Abgesehen von der Installation einer modernen, energieeffizienten Klimaanlage kann man bei der Kühlung beispielsweise Energie sparen, indem man die Anordnung der Racks ändert, um die Vermischung der warmen Abluft mit der kühlen Luft der Klimaanlage zu vermindern. Ein verhältnismäßig einfacher Schritt besteht darin die Reihen von Serverschränken jeweils in Paaren Rücken an Rücken anzuordnen. Hierdurch lässt sich die Abwärme kontrolliert zwischen den Racks abführen, während die Kühlluft von vorne an die Racks geführt wird.

Ein Schritt, mit dem sich nahezu sofort Energie sparen lässt, und das auch noch kostenlos, ist die Anpassung des Klima-Managements. So hat die American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) bereits 2008 einen Temperaturbereich von 18 bis 26 Grad Celsius für den Betrieb von Servern empfohlen. Dessen ungeachtet streben viele Rechenzentrumsbetreiber eine Temperatur von unnötig niedrigen 13 Grad Celsius an. Mit der einfachen Maßnahme, die Klimakontrollen auf den oberen Rand des empfohlenen Temperaturbereichs einzustellen, lassen sich bis zu acht Prozent der Energiekosten pro Grad Celsius für die Kühlung einsparen.

Daten und Speicher nicht vergessen

Rechenzentrumsbetreiber, die ihren Energieverbrauch senken wollen, beschränken ihr Augenmerk häufig auf Server und deren Kühlung. Dabei lassen sich auch bei Datenmengen und deren Speicherung signifikante Einsparungen erzielen. Dass die Menge der erzeugten Daten beständig steigt, lässt sich nicht vermeiden, jedenfalls nicht durch Rechenzentrumsbetreiber. Durch geschicktes Datenmanagement können sie allerdings die Menge der gespeicherten Daten deutlich reduzieren und damit die Menge der benötigten Speichersysteme. Benutzer von Rechenzentren sollten sich überlegen, welche Daten sie für wie lange speichern sollten. Für viele Daten ist eine langfristige Speicherung weder wirtschaftlich sinnvoll, noch gesetzlich vorgeschrieben. Indem Unternehmen diese Daten nach einer jeweils angemessenen Frist löschen oder auf Systemen archivieren, die keine Energie verbrauchen (Bänder beispielsweise), können sie viel Speicherraum gewinnen und Energie sparen.

Zudem handelt es sich bei vielen gespeicherten Daten um Dubletten, Daten die mehrfach gespeichert sind. Um diesen Missbrauch von Speicherkapazität zu vermeiden, sollten Unternehmen Speicher- und Backup-Technologien mit Deduplizierung und Datenkomprimierung einsetzen. In manchen Fällen lässt sich so die gespeicherte Datenmenge um die Hälfte reduzieren.

Nicht zuletzt sollten Unternehmen ihre Storage-Systeme auf den neuesten Stand bringen und konsolidieren. Dank der Fortschritte in der Speichertechnologie für Unternehmen besteht kein Bedarf mehr an 25 oder 50 verschiedenen älteren Arrays, die jeweils eine Anwendung oder einen Workload unterstützen, wenn alle diese Anwendungen und Arbeitslasten auf nur einer oder zwei modernen Speicherplattformen für Unternehmen Platz finden können. Unternehmen können häufig 50 ältere durch zwei neue Arrays ersetzen und dennoch die erforderliche Kapazität, Leistung, Verfügbarkeit, Cyberresilienz und Zuverlässigkeit erhalten. Die Vereinfachung des Rechenzentrums durch die strategische Konsolidierung von Speichersystemen spart Ausgaben für Strom und Kühlung, minimiert den Personalbedarf für den Betrieb, verringert den Bedarf an Rack- und Bodenfläche und reduziert die Investitions- und Betriebskosten für die Speicherung im Rechenzentrum erheblich.

Schnell handeln

Einige der beschriebenen Maßnahmen lassen sich beinahe sofort umsetzen. Auch mit den etwas aufwändigeren Anpassungen sollten sich Rechenzentrumsbetreiber und -nutzer nicht allzu lange Zeit lassen. Denn für alle Maßnahmen gilt, dass sie den Rechenzentrumsbetrieb nicht nur umweltgerechter gestalten, sondern auch für erhebliche finanzielle Vorteile sorgen. Rechenzentren können letztendlich als Paradebeispiel für die Vereinbarkeit von Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit dienen.


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