Strom sparen in Serverraum und Rechenzentrum

Konsolidierung der IT

von - 02.08.2020
Projekt Natick von Microsoft kühlt mit Meerwasser
Kühlung durchs Meer: Mitarbeiter von Microsoft versenken ein Rechenzentrum vor den schottischen Orkney-Inseln.
(Quelle: Microsoft)
Ein weiterer wichtiger Punkt beim Reduzieren des Strombedarfs in Rechenzentren und beim Betrieb von Servern generell ist die Energieeffizienz. Mit der Anschaffung energieeffizienter Hardware lassen sich nach Angaben des Borderstep Instituts für Innovation und Nachhaltigkeit zwischen 40 und 75 Prozent der benötigten Energie einsparen. Die gemeinnützige Forschungseinrichtung hat die möglichen Einsparungen unter anderem anhand einer Optimierung der IT-Infrastruktur eines Gymnasiums in Hannover durchgerechnet. Dort seien „fünf Energiespar-Server mit einem Stromverbrauch von nur 35 Watt“ gekauft worden. Konventionelle Server hätten dagegen einen Bedarf von 130 Watt. Bei durchaus vergleichbaren Anschaffungskosten könne das Gymnasium binnen fünf Jahren rund 3.000 Euro an Stromkosten einsparen.
Mit einem weiteren Rechenbeispiel belegt das Borderstep Institut, wie wichtig auch die Konsolidierung der IT ist. So habe eine Gemeinde in Dänemark 15 kleinere Rechenzentren an einem einzigen Standort zusammengeführt. Zusätzlich sei über ein Virtualisierungsprojekt die Auslastung der einzelnen Server „deutlich gesteigert“ worden. Das habe dazu geführt, dass die Gemeinde jetzt nur noch 60 statt wie bisher 700 Server benötigt. Der Stromverbauch sei durch diese Maßnahmen um rund 75 Prozent gesenkt worden.

Fünf-Phasen-Modell

So könnten Rechenzentren in fünf Jahren aussehen
Eindeutige Erwartungen: Von einem künftig sinkenden Energiebedarf gehen bislang nur wenige Rechenzentrumsbetreiber aus.
(Quelle: Netzwerk energieeffiziente Rechenzentren (n = 69) )
Auf Basis seiner Untersuchungen hat das Borderstep Institut ein in fünf Phasen eingeteiltes Modell entwickelt, mit dem Unternehmen die Energieeffizienz in ihren Rechenzentren verbessern können. In Phase 1 müssen zunächst die Verantwortlichkeiten geklärt werden. Es sollte etwa ein „Energiemanager“ für das Rechenzentrum benannt werden, der die Erstanalyse koordiniert und die weiteren Maßnahmen begleitet. Im Idealfall hat die ausgewählte Person zudem Einfluss auf die Beschaffung. In Phase 2 muss eine sorgfältige Aufnahme und Analyse des Ist-Zustands und der Anforderungen des Unternehmens erfolgen. Dabei sollte das Rechenzentrum auch als Ganzes betrachtet werden. Konkrete Maßnahmen können dann in Phase 3 geplant und umgesetzt werden. Eine besondere Rolle spielt hier wiederum der Beschaffungsprozess, da die Energieeffizienz neuer Systeme berücksichtigt werden muss. Bei Nutzungszeiten von fünf bis zehn Jahren seien die „möglichen Einsparungen durch vorausschauend beschaffte energieeffiziente Hardware enorm“.
Die eingeleiteten Maßnahmen und die damit erreichten Fortschritte müssen dann in Phase 4 kontrolliert werden. Dafür empfiehlt das Borderstep Institut die „Überwachung geeigneter Kennzahlen durch ein Energie-, Temperatur- und IT-Last-Monitoring-System“, das die Daten aller relevanten Anlagen und Systeme erfasst. Erst dadurch werden die Maßnahmen transparent, sodass Einspareffekte erkannt und dokumentiert werden können. Die dabei verwendeten Review-Prozesse sollten regelmäßig wiederholt werden. In der fünften und letzten Phase können die Stromkosten dann „verursachergerecht“ den IT-Kosten zugewiesen werden. Allein das führt nach Auffassung der Experten „automatisch zu einem sparsameren Verhalten“. Zudem sei es „unternehmensintern sinnvoll, die Leistungen der IT-Abteilung aufwandsbezogen abzurechnen, um damit auch die Abnehmer von Rechenzentrumsdienstleistungen zu größerer Sparsamkeit zu motivieren“.
Energieeffizienz selbst ermitteln
Das Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit und die Deutsche Energie-Agentur (dena) haben im Leitfaden „Leistung steigern, Kosten senken - Energieeffizienz im Rechenzen­trum“ fünf relativ leicht ermittelbare Kenngrößen entwickelt, mit denen Unternehmen die aktuelle Energieeffizienz ihres Rechenzentrums feststellen können.
Kennwert 1: Zunächst sollte der aktuelle Strombedarf des Rechenzentrums ermittelt werden, da er die Basis aller weiteren Optimierungsmaßnahmen bildet. Falls bisher noch kein separater Zähler installiert wurde, muss dies nachgeholt werden.
Kennwert 2: Anschließend sollte die Effizienz der Betriebstechnik mithilfe des DCiE-Werts (Data Center Infrastructure Efficiency) berechnet werden. Der DCiE-Wert ist der Anteil des Stromverbrauchs der IT-Hardware im Verhältnis zum Gesamtverbrauch des Rechenzentrums. Je höher dieser Wert ausfällt, desto besser ist die Ausgangslage. Als guter Benchmark gilt ein DCiE-Wert zwischen 70 und 75 Prozent.
Kennwert 3: Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USVs)mit einem zu niedrigen Wirkungsgrad von etwa nur 90 Prozent sollten gegen modernere Modelle mit einer höheren Energieeffizienz von beispielsweise 98 Prozent ausgetauscht werden.
Kennwert 4: Die Temperaturen im Rechenzentrum müssen genau kontrolliert werden. Dabei sollten auch die Temperaturen der Zu- und Abluft gemessen werden. Bei gut eingestellten Anlagen liegt Erstere bei 18 bis 20 Grad Celsius, Letztere bei 28 Grad Celsius oder höher. Empfohlen wird eine möglichst große Temperaturdifferenz.
Als guter Wert gilt laut Borderstep Institut ein Unterschied von mindestens 10 Grad Celsius. Außerdem sollten Hotspots aufgespürt werden, an denen die Temperatur deutlich über der der Umgebung liegt. Dort muss dann die Kühlung optimiert werden, da sich die hohen Temperaturen negativ auf die Server auswirken können.
Kennwert 5: Zuletzt sollte die Auslastung der Server optimiert werden. Dafür benötigt man eine geeignete Management-Software. Wenn die Auslastung zu niedrig ist, bleibt ein großer Teil der installierten Rechenleistung ungenutzt, während der Stromverbrauch trotzdem anfällt. Überzählige Server können dann abgeschaltet werden.
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