Rechenzentren im Umbruch

Vor diesem Hintergrund kann die Senkung der Betriebskosten durch den Einsatz moderner Kühlungssysteme sowie durch eine eine wohlüberlegte Auswahl des RZ-Standortes weiter optimiert werden. „Stromkosten sind mittlerweile mit Abstand der größte Kostenblock in Rechenzentren“, erklärt Bitkom-Vizepräsident Volker Smid. Laut einer aktuellen Studie des Hightech-Verbands sind Rechenzentren und Server in den vergangenen Jahren zwar immer energieeffizienter geworden – der gesamte Stromverbrauch sank zwischen 2008 und 2011 um vier Prozent - im gleichen Zeitraum erhöhten sich jedoch die Stromkosten um zwölf Prozent. Durch konsequente Nutzung von Green IT soll der Stromverbrauch nach Ansicht von Experten um rund ein weiteres Viertel gesenkt werden.

Die Informationstechnik selbst ist bereits effizienter geworden. Insbesondere konnte der Stromverbrauch von Servern gesenkt werden, wenn sie nicht voll ausgelastet sind. Nicht unerhebliche Einsparungspotentiale bestehen nach Ansicht von Experten bei der Klimatisierung sowie beim Betrieb unterbrechungsfreier Stromversorgungen (USV). „In einem durchschnittlichen Rechenzentrum verbrauchen Klimatisierung und USV rund 40 Prozent des gesamten Stroms“, beschreibt Volker Smid den hohen energetischen Stellenwert dieser Komponenten. Nicht nur bei der Konzeptionierung komplett neuer Data Center, auch bei der Konsolidierung bestehender Anlagen spielen diese Komponenten daher eine Schlüsselrolle.

„In vielen Datacentern existieren noch Klimatisierungen wie zu Zeiten, als der Mainframe dominierte. Dabei wird die Kühlluft in einen Doppelboden geführt und der Raum und die Racks werden entsprechend gekühlt. Diese Art der Klimatisierung entspricht jedoch nicht mehr den heutigen hohen Anforderungen", beschreibt Wolfgang Heinhaus, Partner-Advisor beim Beratungsunternehmen Experton Group AG das Dilemma. Die Zuluft kommt nach seinen Worten nicht immer dort an, wo sie gebraucht wird. Häufig entstehen Hotspots (Wärmenester), wodurch Ausfälle der IT-Komponenten möglich werden. „Noch vor etwa zehn Jahren lag die mittlere Wärmelast bei ca. 0,5 kW/m². Durch die zunehmende Integration und Packungsdichte der IT-Komponenten ist der Mittelwert inzwischen bei 1,5kW/m² angekommen. Es sind Klimageräte im Betrieb, die bis zu 60 Prozent des Energiebedarfs eines Datacenters ausmachen", so Heinhausen.

Aufgaben des Energiemanagements unterstützen

Angesichts der hohen Relevanz dieser Thematik hat auch der Schneider-Electric-Konzern, Spezialist für alle Formen des Energiemanagements, seine Aktivitäten im Unternehmensbereich „IT Business“ in den vergangenen Jahren sukzessive ausgebaut. Veränderungen in der Unternehmensstruktur und ein durch gezielte Akquisitionen erweitertes Produktportfolio sollen nach Vorstellung der Verantwortlichen dazu beitragen, Rechenzentrumsbetreiber bei allen Aufgaben des Energiemanagements noch besser als bisher zu unterstützen.

Zum 1. August 2012 wurde deshalb APC, der bereits 2007 von Schneider Electric übernommene Spezialist für Critical Power & Cooling Services, vollständig in die Konzernstrukturen integriert. "Die Integration ist ein logischer Schritt in der Unternehmensstrategie. Wir bieten unseren Kunden so Gesamtlösungen von der Infrastruktur, über industrielle Prozesse sowie die Maschinenausrüstung und die Gebäudeautomatisierung bis hin zu Planung und Betrieb von Rechenzentren an. Entscheidungsträger betrachten ihr Unternehmen so ganzheitlicher und vor allem unternehmensweit", erklärt Rüdiger Gilbert, Vice President IT Business bei Schneider Electric.

Schon 2010 hatte Schneider Electric mit dem italienischen Unternehmen Uniflair S.p.A. einen weiteren hochkarätigen Anbieter von Präzisionsklimaanlagen, Kühlsystemen und Doppelböden akquiriert. Als Anbieter von Gesamtlösungen für Rechenzentren trug der Unternehmensbereich „IT Business“ 2011 bereits 3,2 Mrd. Euro zum Konzernumsatz von 22,4 Mrd. Euro bei. "In diesem Segment verbinden wir die Kompetenzen von Tochterunternehmen wie APC oder Uniflair, wir integrieren das Know-how anderer Unternehmensbereiche und sind so in der Lage Kunden ein Portfolio zu bieten, das von Mittelspannungsschaltanlegen bis zum kompletten Data Center Infrastructure Management (DCIM) reicht", so Gilbert.

Um den Energieverbrauch trotz stetig wachsender Datenmengen gering zu halten, ist nach Ansicht von Rüdiger Gilbert eine durchdachte Planung unerlässlich. „Fehler in der Strukturplanung von Rechenzentren verursachen unnötige Kosten und haben für den Betrieb schwerwiegende Folgen. Dies gilt sowohl für die Konstruktion als auch für Umzüge oder Erweiterungen", warnt Rüdiger Gilbert. Um die Verfügbarkeit tatsächlich zu garantieren, sollten die USV-Geräte hinsichtlich Kapazität und Überbrückungsdauer äußerst sorgfältig und auf jeden Fall ausreichend, jedoch auch nicht zu großzügig dimensioniert werden. Um zudem eine hohe Energieeffizienz zu gewähren, gilt es die Energie-, Klima- und Sicherheitskomponenten gut aufeinander abzustimmen und sicherzustellen, dass alle Schränke gleichmäßig ausgelastet sein.

Moderne Umluftpräzisionsklimageräte sichern die Verfügbarkeit und können nach Erfahrung von Wolfgang Heinhaus durch eine maximale Energieeffizienz gegenüber herkömmlichen Kompressorkühlsystemen den Verbrauch bis zu 40 Prozent reduzieren. „Je effizienter die Kühlung ist, desto weniger Energie wird verbraucht. Die Präzisionsklimageräte bieten optimale Bedingungen in Bezug auf das Halten der einmal eingestellten Temperatur, und die Luftfeuchte wird automatisch der Temperatur angepasst. Sie verteilen die gekühlte Luft intensiv und gleichmäßig in den Raum", so Experton-Berater Heinhaus.

RZ-Umzug nach Nordeuropa

Bei Ausstattung der Kühlsysteme mit indirekter freier Kühlung reduzieren sich die Energiekosten um bis zu 60 Prozent. Dabei übernimmt bei kalten Außentemperaturen das eingebaute Freikühlregister hundert Prozent der Kälteerzeugung. Je nach Standort kann die freie Kühlung bis zu 150 Tage im Jahr betrieben werden. Aus diesem Grund verlegen immer mehr große IT-Konzerne ihre Rechenzentren in kühlere Gegenden wie Nordeuropa, um die klimatischen Bedingungen zu nutzen und einen Betrieb der Kühlanlagen ohne Kompressor zu ermöglichen.

Heutige Datacenter-Infrastructure-Management-Systeme leisten nach Ansicht von Rüdiger Gilbert eine große Hilfe bei der Konzeption von Rechenzentren. Bereits bei der Planung unterstützt die Software den IT-Verantwortlichen, denn er kann alle Kennwerte in das System eingeben und dann mit der Planung des Raumes beginnen. Das Programm prognostiziert den Bedarf hinsichtlich der Stromversorgung so schon bevor das Rechenzentrum steht. Doch auch im späteren Betrieb zeigt die Software Verbesserungsmöglichkeiten auf und erleichtert das Monitoring. 3D-Simulationen stellen die Luftbewegungen dar und helfen so, Hotspots zu identifizieren und Schwachstellen vor deren Entstehung aufzuzeigen. Aktuelle DCIM-Softwaretools bieten zudem eine Echtzeitüberwachung, die jederzeit Analysen und ein umfassendes Reporting zulassen.

Nach Ergebnissen der Bitkom-Studie geht auch in Deutschland der Trend zu größeren Rechenzentren mit mehr Servern. So sank die Zahl der – aus wenigen Serverschränken bestehenden – kleineren Rechenzentren zwischen 2008 und 2011 um fünf Prozent auf rund 31.500. Die Zahl der größeren und mittleren Rechenzentren mit mindestens 500 physikalischen Servern stieg hingegen um 15 Prozent auf ca. 500. "Der Trend zu Cloud-Computing und Outsourcing sorgt auch hierzulande für die Zusammenlegung kleiner Einheiten zu größeren Rechenzentren“, so Bitkom Vizepräsident Smid. Die Bestandsstruktur der Rechenzentren wird sich verändern, bestätigt auch Rüdiger Gilbert. Neue Rahmenbedingungen, wie steigende Energiekosten und eine geringere Sicherheit in den Versorgungsnetzen, aber auch neue Nutzungsarten, erfordern ein Umdenken. "Wollen Rechenzentrumsbetreiber ihre Wettbewerbsfähigkeit erhalten, ist der Einsatz moderner Betriebsmittel unverzichtbar", resümiert Gilbert.

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