Durchgängig effizient

Die größten Einsparungspotenziale beim Energieverbrauch der Rechenzentren liegen bei der IT-Infrastruktur der Data Center. Von dem Strom, der in ein Rechenzentrum eingespeist wird, kommen nur etwa 50 % bei den Servern an. Die andere Hälfte verbrauchen Kühlung, Stromverteilung und die sonstige Infrastruktur.

Innerhalb der IT-Infrastruktur entfällt der größte Anteil auf die Klimatisierung. Die Erzeugung und Verteilung der kühlen Luft verbraucht fast genauso viel Energie wie die Server selbst. Moderne Klimalösungen setzen daher immer stärker auf regenerative Quellen wie etwa die freie Kühlung. Diese Technologie nutzt kühle Außenluft für die Kaltwassererzeugung, die den Kühlkreislauf speist. Normalerweise ist dafür eine Temperaturdifferenz zwischen Außenluft und Kaltwasser von fünf Grad Celsius nötig. Mit einem um 40 % leistungsfähigeren Kälteregister konnte beispielsweise Rittal bei Kunden diese Temperaturdifferenz um 2,5 Grad reduzieren.

Um das zu ermöglichen, muss auch die Verteilung der kalten Luft optimiert werden. Besonders effizient sind dabei direkt an das Rack angereihte, flüssigkeitsbasierte Kühllösungen. Solche Liquid Cooling Packages (LPC) bilden mit dem Serverschrank eine strömungstechnische Einheit. Die kalte Luft kommt dorthin, wo sie benötigt wird. Luftkurzschlüsse und das "Vorbeiströmen" der Luft an den Servern sind ausgeschlossen.

Durch diesen sehr gezielten Einsatz der Kaltluft können die Vorlauftemperaturen erhöht werden. Davon profitiert das gesamte System. Wird der Kühlkreislauf, durch den Einsatz von LCPs beispielsweise mit bis zu 21 Grad temperiertem Wasser betrieben, kann er bis zu einer Außentemperatur von 19 Grad Celsius allein durch freie Kühlung betrieben werden. Die Raumklimatisierung mit Luft-/Wasser-Wärmetauschern benötigt dagegen Wassertemperaturen von 8-15 Grad Celsius, deren Erzeugung entsprechend energieaufwändig ist.

Effizienzfaktor USV

Neben der Klimatisierung ist die Stromversorgung der zweite Bereich, in dem IT-Administratoren die Energiebilanz ihrer Rechenzentren deutlich verbessern können. Kein hochverfügbares Rechenzentrum kommt ohne eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) aus. Durch den Einsatz von Geräten mit einem hohen Wirkungsgrad lassen sich erhebliche Einsparungen erzielen. Die Stromersparnis zwischen zwei USVs mit einer Differenz im Wirkungsgrad von nur zwei % beträgt inklusive Kühlung über zehn Jahre rund 40.000 Euro.

Weitere Einsparungen lassen sich durch den Einsatz von Batterie-Managern erzielen. Sie können die Lebensdauer eines USV um bis zu 30 % verlängern. Weiter verbessern lässt sich die Effizienz durch die Verwendung mehrer kleiner, modular aufgebauter USVs anstelle weniger großer Geräte. Dadurch reduzieren sich die Leerkapazitäten, die aus Redundanzgründen vorgehalten werden müssen, und die Auslastung der einzelnen Module steigt.

Häufig liegen IT-Verantwortlichen allerdings nicht einmal Informationen über die Auslastung und den tatsächlichen Verbrauch der einzelnen Komponenten vor, ohne die eine effektive Verbrauchssteuerung kaum möglich ist. Dieses Informationsdefizit zu beheben und durch intelligente Überwachung und Steuerung zu einer effizienteren Ausnutzung der Ressourcen zu gelangen, ist zum Beispiel die Kernidee von RiZone, einer neuen Management Software für die IT-Infrastruktur von Rittal. Sie erfasst alle Leistungs- und Verbrauchswerte im Rechenzentrum.

Intelligent vernetzt

Mittels Sensoren erfasst die Software die Leistungsdaten der Klimatisierung und den Stromverbrauch bis hinunter zur einzelnen Infrastruktur-Komponente und ordnet sie den jeweiligen Servern zu. Dazu bedient sich das System einer Inventarisierung der einzelnen Server per RFID (Radio Frequency Identification).

Im Kühlkreislauf misst sie beispielsweise den Stromverbrauch der Rechner, die produzierte Abwärme, die nötige Kälteleistung und den dafür nötigen Stromverbrauch der Kälteerzeuger. So ergibt sich ein umfassendes Bild der Ist-Situation bei der Kälteerzeugung und -verteilung und dem dafür nötigen Energieeinsatz. Das gleiche gilt für die Stromversorgung, deren eingebettete Software Auskunft über ihren Auslastungsgrad gibt. Über standardisierte Schnittstellen kann die Software in Server-Management-Systeme wie den Microsoft System Center Operations Manager integriert werden. Mit den dort hinterlegten Informationen zu den Applikationen, die auf den einzelnen Servern laufen, und der Inventarisierung der Server selbst bleibt die Verbrauchsmessung dann nicht auf Hardware-Ebene, sondern lässt sich bis auf den einzelnen Dienst herunterbrechen.

Die Vernetzung der Komponenten im Rechenzentrum hat den weiteren Vorteil, dass die Geräte sich untereinander austauschen, sozusagen ihre Bedürfnisse kommunizieren können. Stromversorgung und Kühlung lassen sich auf diese Weise dynamisch an den tatsächlichen Bedarf anpassen. Beispielweise können Dienste, die auch im Nacht- und Wochenendbetrieb benötigt werden, auf einzelne Server konzentriert und gezielt mit Klimaleistung versorgt werden. Nicht benötigte Server und Infrastruktur werden abgeschaltet.

Ganzheitlich ist Trumpf

Für ein wirklich effizientes Rechenzentrum ist es entscheidend einen ganzheitlichen Blickwinkel einzunehmen. Mit modernen, skalierbaren Klimalösungen in Kombination mit passender Stromversorgung und kontinuierlichem Monitoring zur Entdeckung von Schwachstellen lassen sich hohe Ensparungspotentiale realisieren.

www.rittal.at