Interview mit Patrick Pulvermüller, Host Europe

Kühlung mit Geothermie noch in der Erprobung

Interview mit Patrick Pulvermüller, Geschäftsführer der Host Europe GmbH in Köln

Patrick Pulvermüller, Host Europe

Patrick Pulvermüller, Geschäftsführer der Host Europe GmbH

IT-DIRECTOR: Stichwort Klimatisierung: Kalt-Warm-Gänge und freie Kühlung sind bereits gängige Methoden für eine energieeffizientere Klimatisierung im Rechenzentrum. Welche weiteren Vorgehensweisen können hier Energiekosten sparen?
P. Pulvermüller: Durch eine konsequente Einhausung der kalten Gänge, inklusive der Verblendung der einzelnen Racks wird eine Erhöhung der Ansaugtemperatur bei den Klimaanlagen auf ca. 30 bis 32° C ermöglicht. Hierdurch kann die indirekte, freie Kühlung bis zu Außentemperaturen von 17° C genutzt werden. Dies bedeutet wiederum, dass das Rechenzentrum an mehr als 6.000 Stunden im Jahr ohne Einsatz jeglicher mechanischer Kühlung betrieben werden kann. Diese „Freie Kühlung“ reduziert den Energiebedarf um bis zu 33 Prozent.

Durch die konsequente Einhausung sinken die Temperaturschwankungen vor den jeweiligen Racks von 5 bis 6°C auf 1 bis 2°C. Dies wiederum reduziert die Drehzahl der Serverventilatoren – ein Effekt, der sich in einem ganzen Rechenzentrum ordentlich summiert, zumal die elektrische Arbeit für Ventilatoren in der dritten Potenz zu der Drehzahl steht. Sprich: bei einer Halbierung der Drehzahl sinkt die benötigte elektrische Arbeit auf ein 1/8. Durch den Einsatz von stufenlos regulierbaren EC-Ventilatoren konnten wir den Verbrauch nochmals um 22 Prozent senken.

IT-DIRECTOR: Wie funktioniert eine Kühlung mit Erdwärme oder mit Grund- bzw. Meerwasser? Und wo liegen hierin die größten Vor- bzw. Nachteile?
P. Pulvermüller: Hier wird an Stelle von Luft bzw. dem Kältemittel in den Kühlanlagen mit Meerwasser bzw. mit den niedrigeren Temperaturen in der oberflächennahen Erdschicht gekühlt. Eine Kühlung mit Meerwasser ist sicher eine kostengünstige und bewährte Alternative, wenn ein Rechenzentrum direkten Zugang zum Meer hat – und nicht in einem Erdbeben- und Tsunamigebiet liegt.

Bei der geothermischen Kühlung zirkuliert ein Wasser-Glykol-Gemisch in einem geschlossenen Kreislauf, das in der Erde heruntergekühlt wird. Diese Anlagen befinden sich noch in der Erprobungsphase – und werden auch auf lange Sicht keine Relevanz im Markt haben, da sie eine Flüssigkeitskühlung der Server voraussetzen und enorme Investitionen für die Bohrung der Erdsonden erfordern. Zudem ist diese Technologie für größere und bereits existierende Rechenzentren mit luftgekühlten Racks ungeeignet.

IT-DIRECTOR: Welche Methoden bzw. Technologien sorgen bei anderen RZ-Komponenten für mehr Energieeffizienz?
P. Pulvermüller: Neben der Klimatisierung birgt der Einsatz von Virtualisierungstechnologien das größte Potential zur Steigerung der Energieeffizienz. Denn derzeit beträgt die durchschnittliche Prozessor- und Arbeitsspeicherauslastung in Rechenzentren weniger als 20 Prozent. Bei der Virtualisierung haben sich mittlerweile drei Varianten etabliert – die Container-, die System- und die Paravirtualisierung – die allesamt ihre speziellen Vorzüge und optimale Einsatzszenarien haben. Allen drei gemein ist, dass sich damit die Auslastung von CPU und RAM auf 60 bis 80 Prozent verbessern lassen, bei praktisch gleichem Stromverbrauch. Die Server Consolidation Ratio (SCR), also der Wert, wie viele Gäste auf einem Host laufen können, ist bei vielen Hosting-Anbietern zum wichtigsten Kriterium bei der Auswahl einer Virtualisierungssoftware geworden. Das Einsparpotential ist gigantisch.

In einem Test ermittelte der Serverhersteller Dell, dass ein aktueller Host bis zu acht virtuelle Maschinen mit Systemvirtualisierung beherbergen konnte. In diesem Rechenbeispiel reduziert sich der Stromverbrauch von 2.400 Watt für acht Server auf etwa 450 Watt für den Virtualisierungshost. Das bedeutet dramatisch niedrigere Kosten, obwohl den Nutzern die gleiche Rechenleistung zur Verfügung steht. Mit einer Paravirtualisierung ist die doppelte SCR mit den analog dazu verdoppelten Einsparungen möglich. Gerade die neuen Multikernprozessoren haben so viel Leistungspotential, dass die Kombination mit Virtualisierung absolut sinnvoll ist. Und wenn es die Umgebung erlaubt, alle Gäste mit dem gleichen Betriebssystem auf einem Host zu virtualisieren, gibt es dazu kein effizienteres Werkzeug als die Container- bzw. Betriebssystemvirtualisierung, die theoretisch sogar mehr als 100 virtuelle Server auf einer einzigen Hardware ermöglicht. Darüber hinaus haben energiesparende Prozessoren und Netzteile noch ein gewisses Einsparpotential. Da Switches, USV-Anlagen, etc. nur in verhältnismäßig kleinen Stückzahlen eingesetzt werden, haben sie auch nur einen geringes Einsparpotential.

IT-DIRECTOR: Inwieweit nutzen Rechenzentrumsbetreiber in Deutschland bereits erneuerbare Energie für den Betrieb ihres Data Center?
P. Pulvermüller: Die Nutzung von erneuerbarer Energie ist zumindest bei den Hosting-Anbietern, die sich im Gegensatz zu internen Rechenzentrumsbetreibern ja mit ihren Angeboten am Markt behaupten müssen, sehr weit verbreitet. Alle relevanten Hosting-Anbieter in Deutschland setzten ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energiequellen ein.

IT-DIRECTOR: Welche Zertifizierungen garantieren dem Endanwender, dass die genutzten RZ-Services aus einem energieeffizienten Rechenzentrum stammen?

P. Pulvermüller: Seit 2008 betreibt Host Europe seine Datacenter ausschließlich mit CO2-neutralem Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Bislang haben wir Strom verwendet, der nach dem internationalen Standard RECS zertifiziert war (Renewable Energy Certificate System). Zum 1. April 2012 stieg Host Europe auf Strom um, der nach dem OK-Power-Label zertifiziert ist. Die Energieform, die wir per Zertifikat dadurch beziehen, ist „Großwasserkraft“. Das OK-Powerlabel bietet gegenüber den RECS-Zertifikaten einen Zusatznutzen für die Umwelt, weil der Ausbau erneuerbarer Energien damit unterstützt wird und nicht nur eine Umverteilung von ohnehin vorhandenem Ökostrom per Zertifikat praktiziert wird.

IT-DIRECTOR: Was sind die wichtigsten Maßnahmen, die für Energieeffizienz in Ihrem Rechenzentrum sorgen?
P. Pulvermüller: Die optimale Klimatisierung und die Steigerung der Serverauslastung durch Virtualisierung sind die wichtigsten Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz in Rechenzentren. In einem durchschnittlichen deutschen Rechenzentrum werden für jedes Kilowatt, das von den Servern aufgenommen wird, noch einmal bis zu 1,3 kW für die Klimatisierung aufgewendet. In unserem „grünen“ Rechenzentrum in Köln konnten wir diesen Aufwand, abhängig von der Außentemperatur, auf 0,4 bis 0,7 kW senken. Entscheidend hierfür waren folgende bauliche Maßnahmen und Investitionen in die Klimatechnik:
Trennung von kalten und warmen Gängen
−    Einhausung der Serverracks zur Optimierung der Luftströmung
−    Einbau von Blenden zum Schließen der Lücken zwischen den Servern in den einzelnen Racks
−    Erhöhung der Temperatur in den kalten Gängen auf 22 bis 23 °C
−    Indirekte, freie Kühlung reduziert den Energiebedarf um bis zu 33 Prozent

– EC-Ventilatoren zur stufenlosen Regulierung reduzieren den Verbrauch nochmals um 22 Prozent
– Hohe Doppelböden und eine Verkabelung oberhalb der Racks ermöglichen eine optimale Luftzirkulation

IT-DIRECTOR: Wie energieeffizient arbeitet Ihr Rechenzentrum? Welchen PUE-Wert weist Ihr Data Center aktuell auf?
P. Pulvermüller: Rechenzentren weisen weltweit einen durchschnittlichen Energieeffizienzwert (PUE) von 1,6 bis 2,0 auf. Das 2007 fertiggestellte Rechenzentrum von Host Europe erreicht einen durchschnittlichen PUE-Wert von 1,45 – und wurde dafür von der Deutschen Energie-Agentur GmbH (dena) mit dem Label „Good Practice Energieeffizienz“ ausgezeichnet. Mit dem Good-Practice-Label würdigt die dena das „grüne“ Rechenzentrum als ein beispielgebendes Energieeffizienzprojekt. Durch die konsequente Nutzung der Kalt- und Warmgang-Einhausung im Zusammenhang mit der 2009 fertiggestellten zweiten Ausbaustufe konnten erstmals Wirkungsgrade von bis zu 75 Prozent erzielt werden. Der Energieeffizienzwert des Datacenters konnte auf einen Wert von weniger als 1,35 optimiert werden.

IT-DIRECTOR: Wie viel Energie konnten Sie mit Ihren Maßnahmen in den letzten beiden Jahren einsparen?
P. Pulvermüller: Der Endenergieverbrauch im neuen Rechenzentrum liegt bei 20.000 MWh pro Jahr (vorher: 22.500 MWh pro Jahr). Die Endenergieeinsparung beträgt 11 Prozent (2.500 MWh pro Jahr) bzw. 1.280 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr.

IT-DIRECTOR: Wie gewährleisten Sie die Hochverfügbarkeit Ihres Rechenzentrums? Wie garantieren Sie dabei, dass die Absicherung der IT nicht zu Lasten der Energieeffizienz geht?
P. Pulvermüller: Die unterbrechungsfreie Stromversorgung und Internetanbindung hat zunächst einmal nichts mit dem energieeffizienten Betrieb des Rechenzentrums zu tun. Entscheidend für die Ausfallsicherheit ist eine redundante Anbindung an Strom und Internet. Diese Aspekte sind natürlich bei der Auswahl des Standorts und beim Bau eines Rechenzentrums zu berücksichtigen

IT-DIRECTOR: Wenn Sie heute die freie Wahl hätten – an welchem Standort würden Sie sofort ein neues Rechenzentrum bauen? Und warum gerade an dieser Stelle?
P. Pulvermüller: Hierzu habe ich keine konkrete Stadt im Kopf, aber eine Meinung:
– Es darf nie wärmer als 30 Grad Celsius werden (dann kann man mit der neuen Servergeneration komplett ohne mechanische Kühlung arbeiten).
– Es muss ausreichend Bandbreite geben.
– Der Standort darf nicht weiter als 1000 km von unserem Zielmarkt Deutschland sein (so dass die Latenz noch gut ist).
– Es muss ausreichend Strom aus erneuerbaren Energien verfügbar sein. Leeds, United Kingdom – der zweite große Rechenzentrumsstandort der Host Europe Group – erfüllt schon viele der Kriterien.

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