Zwischen Verfügbarkeit und Effizienz

Betrachtet man die einzelnen Gewerke im Rechenzentrum nicht getrennt voneinander, sondern verbindet sie zu einem System, lässt sich die Effizienz der Anlage deutlich verbessern - ohne Einschränkungen bei der Sicherheit. Das erlaubt Einsparungen von bis zu 50% der Betriebskosten.

Laut Gartner könnte 2010 das erste Jahr werden, in dem die Verantwortlichen von Rechenzentren (RZ) die lange angekündigte Explosion bei den Energiekosten zu spüren bekommen. Die Analysten sagen finanzielle Herausforderungen in einer neuen Dimension voraus. Das verstärkt den Druck, dem sich IT-Verantwortliche ausgesetzt sehen. Denn die Ansprüche der Fachabteilungen an die Verfügbarkeit der IT sind enorm. Im Ergebnis hat sich der Stromverbrauch der IT seit dem Jahr 2000 verdoppelt.

Energieverbrauch senken

Wie können Verantwortliche die Energieeffizienz ihrer Anlagen steigern, ohne die Verfügbarkeit zu beeinträchtigen? Der erste Schritt ist, den gegenwärtigen Effizienzgrad des Rechenzentrums zu ermitteln. Die gebräuchlichste Kennziffer dazu ist der PUE-Wert, der die Power Usage Effectiveness misst. Er ergibt sich aus dem Quotienten des Gesamtverbrauchs der Anlage geteilt durch den Verbrauch der IT-Geräte.

Ein typisches Data Center hat laut Uptime Institute einen PUE von 2,5. Das bedeutet, dass die gesamte Anlage 2,5-mal mehr Strom verbraucht als die IT-Geräte, die es beherbergt. Der Kehrwert des PUE ist die Data Center Infrastructure Efficiency (DCiE). Sie drückt den Anteil der IT am Gesamtverbrauch in % aus. Ein PUE von 2,5 entspricht einem DCiE von 0,4: Lediglich 40 % der gesamten Energie im RZ entfällt auf die Hardware. Ein Großteil verpufft also in überdimensionierter Klimatisierung und ineffizienter Stromabsicherung.

Messen & Optimieren

Zur Messung und Analyse des Verbrauchs hat Rittal die Management-Software RiZone entwickelt. Die Lösung erfasst die Energieaufnahme des gesamten Data Centers und aller einzelnen Verbraucher im Rechenzentrum. In einer Kooperation mit Phoenix Contact wurde eine Anbindung der Software an die Steuerung des Niederspannungshauptverteilers geschaffen, dem zentralen Energieverteilungsknoten, von dem aus die einzelnen Stromkreise abgehen.

Der Hersteller von industrieller Automatisierungstechnik stellt ein elektronisches Messgerät, das sogenannte Elektrische Energie Management Module (EEM), welches den Gesamtverbrauch und die einzelnen Abgänge etwa für Klimatisierung, Server oder unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) erfasst. Das EEM überträgt die Leistungsdaten per Simple Network Management Protocol (SNMP) an RiZone. Zusätzlich greift diese für den Verbrauch der IT-Geräte auf die Messdaten in intelligenten Steckdosenleisten zurück.

So können auch Detailanalysen erstellt werden. Die Software wertet die Daten direkt aus und berechnet in Echtzeit den PUE-Wert, DCiE oder zeigt den absoluten Verbrauch inklusive Kosten an. Dadurch können Betreiber beispielsweise auf einen Blick sehen, wie sich der Energieverbrauch der Klimageräte in Abhängigkeit von der Auslastung der Server verändert, denn ein Rechenzentrum ist ein komplexes System.

Regelkreise im System

Bei der Optimierung gilt es viele Faktoren zu berücksichtigten. Das fängt bei der Bedarfsanalyse an und führt über die Planung, Auswahl und Implementierung der Komponenten bis hin zu Sicherheitslösungen, Monitoring und nicht zuletzt zum Service der Anlagen. Rittal nennt das "Das System" - ein ganzheitlicher Ansatz, der Schnittstellen reduziert, die Komplexität und Kosten verringert. Wie in einem Baukasten werden aufeinander abgestimmte Teile passgenau auf die IT-Anforderungen im Data Center kombiniert.

Im Kern des Systemgedankens geht es darum, alle Gewerke im Rechenzentrum so aufeinander abzustimmen und zu steuern, dass sie mit möglichst wenig Überkapazitäten die Anforderungen der Endanwender an die IT-Dienste erfüllen. Während beispielsweise am Montagmorgen das RZ auf Volllast läuft, reicht am Wochenende unter Umständen ein Teil der Server für eine ausreichende Bereitstellung der Anwendungen aus. Dann macht es Sinn, die Applikationen auf wenige Server in benachbarten Schrankreihen zu konzentrieren und nur diese zu klimatisieren.

Damit sich die IT-Infrastruktur derart dynamisch an die Auslastung der Server anpassen lässt, müssen alle Komponenten ineinandergreifen. Dazu zählen neben der Klimatisierung und Stromversorgung auch die Racks und vor allem ein Monitoring-System, das die Zustände überwacht und Grenzwertüberschreitungen meldet.

Enormes Einsparpotenzial

Mit der Management-Software können Administratoren Langzeitanalysen zum Energieverbrauch im Rechenzentrum erstellen, um einzelne Verbrauchssünder zu identifizieren. RiZone kann außerdem direkt an die Server- und Energie-Management-Systeme führender Hersteller, wie IBM oder Microsoft angebunden werden. Dadurch wird eine Verbindung zwischen Applikationen und IT-Infrastruktur hergestellt und eine bedarfsgerechte Bereitstellung aller Ressourcen im Data Center ermöglicht.

Die Steuerung der IT-Infrastrukturkomponenten erfolgt automatisiert durch die Software. In der Praxis hat sich der Systemansatz und der Einsatz einer Management-Software für die IT-Infrastruktur bereits bewährt: Beim Werkzeughersteller Leitz konnte durch konsequente Optimierung der Kälteerzeugung und der bedarfsgerechten Verteilung die Hälfte der Energiekosten eingespart werden. Bei einem anderen Kunden konnte durch eine genaue Bestandsaufnahme des Energieverbrauchs mittels RiZone am Niederspannungshauptverteiler der PUE von bereits guten 1,66 noch auf 1,3 verbessert werden. Das zeigt, dass auch in scheinbar effizienten Anlagen noch Potenzial liegt, das sich heben lässt.

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