Die Technik von morgen revolutioniert den Energieverbrauch im Rechenzentrum

Als Dreh- und Angelpunkt unserer modernen Wirtschaft erfordern Rechenzentren ein Höchstmaß an Sicherheit, Zuverlässigkeit und Betriebszeit. Serverräume versorgen kleine und mittlere Unternehmen, Unternehmens-Rechenzentren unterstützen Großunternehmen und Serverfarmen beheimaten Cloud Computing-Dienste. Durch das explosionsartige Wachstum von digitalen Inhalten, großen Datenmengen, E-Commerce und Internet-Verkehr werden Rechenzentren zu einem der am schnellsten wachsenden Energieverbraucher in den entwickelten Ländern.

Tatsächlich sind Rechenzentren für fast 2 % des weltweiten Stromverbrauchs verantwortlich, wobei 37 % davon auf die Kühlung von Rechenanlagen entfallen. Dies stellt nicht nur eine Belastung für das Stromnetz dar, sondern auch für die Wasserversorgung. Ein 15-MW-Rechenzentrum kann bis zu 1,5 Millionen Liter Wasser pro Tag verbrauchen – dies entspricht mehr als der Hälfte des Wassers in einem olympischen Schwimmbecken. 

Der Stromverbrauch im Rechenzentrum nimmt ständig zu und ist von 2005 bis 2010 weltweit um 56 % und in den USA um 36 % gestiegen. Dieser erhebliche Energiebedarf hat seinen Preis, und die Kontrolle der Betriebskosten in Rechenzentren stellte eine ständige Herausforderung dar. EDV-Systeme sind so ausgelegt, dass sie je nach Bedarf eines Unternehmens herauf- und herunterfahren, doch Kühlsysteme in Rechenzentren waren bislang nicht so konzipiert. 

Herkömmliche Rechenzentren können durch drei wesentliche Kostentreiber zu hohe Energiekosten verursachen:

• Übermäßige Auslegung eines Rechenzentrums; 
• Unterauslastung des errichteten Rechenzentrums; 
• Ineffizienter Einsatz der Kühltechnik. 

Kostensparende Energielösungen 

Aligned Energy, eine integrierte Technologieplattform, hat eine Lösung entwickelt, die die Komplexität der Infrastruktur und Verschwendung behebt, die Transparenz und Kontrolle erhöht und die Zuverlässigkeit in Rechenzentren verbessert. Eine der Tochtergesellschaften von Aligned Energy, Inertech, hat sich zum Ziel gesetzt, die wesentlichen Kostentreiber in Rechenzentren in den Griff zu bekommen. Da 80 % der Kosten eines Rechenzentrums auf die elektrischen und mechanischen Systeme entfallen, stellte Inertech fest, dass die einzige Möglichkeit, eine echte Veränderung herbeizuführen, darin besteht, die Kosten für das Kühlsystem und die Elektro-Blöcke zu senken. 

Mithilfe des Produktportfolios und des Anwendungs-Know-hows von Danfoss war Inertech in der Lage, eine Lösung zur Skalierung der mechanischen und Energieinfrastruktur direkt auf dem Server und Speicher zu entwickeln, was zu enormen Einsparungen bei den Wasser- und Stromkosten geführt hat. 

Bewertung von Kostentreibern 

Der größte Teil der Investitionskosten eines Rechenzentrums entfällt auf den Aufbau der Kaltwassersatz-Infrastruktur. Das durchschnittliche Rechenzentrum wird auf der Grundlage der voraussichtlichen IT-Kapazität „nach dem Empfinden“ aufgebaut. Unternehmen versuchen, die Größe von Kaltwassersatzanlagen, die zur Unterstützung der IT benötigt werden, vorab zu bestimmen; diese Berechnungen sind jedoch hochkomplex und können nur schwer vorausgesagt werden. Häufig legen Unternehmen ihre Rechenzentren vom ersten Tag an überdimensioniert aus, was die Investitionskosten unnötig nach oben treibt. 

Betreiber bestehender Rechenzentren, die nach diesem Modell arbeiten, gaben fast 85 % ihrer Investitionskosten im Vorfeld aus, doch dieses Kapital wurde für Geräte verwendet, die ungenutzt blieben. Nach dem Hochfahren ihrer IT-Ausrüstung erfuhren die Betreiber, dass eine viel geringere Last erforderlich war als ursprünglich angenommen. 

Earl Keisling, CEO von Inertech, erklärt, dass „IT-Systeme wie in der Finanzbranche konzipiert sind, um „mit der Sonne zu wandern“. Diese Systeme sind so konzipiert, dass sie sehr hohe Lasten in einem bestimmten Bereich, sei es in Hongkong oder an der Londoner Börse, bewältigen können, aber auch für niedrige Lasten geeignet sind. Das Problem mit der ursprünglichen Technologie ist, dass sie nur gut funktionieren, wenn sie voll belastet werden, denn dafür wurden sie entwickelt.“ 

Keisling fügt hinzu, dass in Betrieb befindliche Rechenzentren niemals mehr als 60 % der auf dem Typenschild des Servers angegebenen Wattleistung aufnehmen. „Und genau hier liegt das Problem: Sie haben ein System für Server konzipiert, welches nur ein Bruchteil dessen verbraucht, was auf dem Typenschild angegeben ist.“ 

Wenn Unternehmen ihre Kühlsysteme übermäßig auslegen oder Produkte installieren, die sie nicht nutzen, ist das sowohl in betrieblicher als auch in steuerlicher Hinsicht ineffizient. Das Fehlen eines Lieferkettenmodells, mit dem Produkte entsprechend den Anforderungen skaliert werden, hat die ständige Wiederholung dieser kostspieligen Praxis gefördert. 

Zusammenarbeit zwischen Danfoss und Inertech führt zu einer innovativen Lösung 

Mit dem Einsatz von Danfoss-Produkten konnte das patentierte Modell von Inertech die Kosten für den Aufbau eines Rechenzentrums ab dem ersten Tag um 80–85 % senken. Da die Kühlsysteme von Inertech im Vergleich zu einer herkömmlichen Kaltwassersatzanlage um 90 % effizienter sind, ist Inertech in der Lage, die elektrische Infrastruktur, die dieses Rechenzentrum unterstützt, für seine Kunden drastisch zu reduzieren. 

Dazu richtete Inertech eine Plattform aus kleinen modularen Kühlblöcken ein, die entsprechend der tatsächlichen IT-Nutzung skalierbar sind. Gemeinsam mit Danfoss wurden kritische Komponenten des Danfoss-Portfolios ermittelt, mit deren Hilfe Inertech die Effizienz beim Energie- und Wasserverbrauch maximieren konnte. Die Anlagenkonfiguration unterstützt die Anforderungen des Rechenzentrums in einem wesentlich kostengünstigeren Liefermodell als eine herkömmliche Kaltwassersatzanlage, da die kleineren Plattformen genau dann installiert werden können, wenn sie benötigt werden, oder „just-in-time“, ohne die IT-Onlineaktivitäten zu unterbrechen.

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