Energieeffizienz in Rechenzentren: Ein Leitfaden, um Kosten überschaubar zu halten

Quelle: Bitkom

Wie können Rechenzentren möglichst leistungsfähig und dabei energieeffizient arbeiten? Diese Frage steht im Mittelpunkt eines Leitfadens, den der Digitalverband Bitkom jetzt veröffentlicht hat.

Mit fortschreitender Digitalisierung wachsen auch die Datenmengen bzw. die erforderlichen Rechenzentrumskapazitäten – und damit auch der Energiebedarf. Laut Borderstep Institut hat sich die Zahl der physikalischen Server in deutschen Rechenzentren zwischen 2010 und 2014 um zirka 50 Prozent auf 1,7 Millionen erhöht. Setzt sich der Trend fort, steigt die Zahl bis 2020 weiter um 35 Prozent auf rund 2,3 Millionen.

Betrachtet man die Stromkosten der Rechenzentren in Deutschland, so sind diese zwischen 2008 und 2014 um 20 Prozent angestiegen – vor allem bedingt durch den Anstieg der EEG-Umlage. Von diesem Anstieg sind nahezu alle der über 50.000 Rechenzentren in Deutschland betroffen. Rechenzentren werden von der EU bisher nicht als energieintensive Branche eingestuft.

Der Energiebedarf der Server und Rechenzentren in Deutschland soll von rund 10 Milliarden Kilowattstunden (kWh) im Jahr 2014 auf rund 12 Milliarden kWh im Jahr 2020 steigen. Dabei könnte zumindest ein Teil der Kosten eingespart werden. Große Rechenzentren haben Stromrechnungen in Millionenhöhe – hier rechnen sich Effizienzmaßnahmen oft schon nach wenigen Monaten.

In den ca. 48.000 kleineren Lokationen (bis 100 m2) sind die absoluten Kosten zwar in der Regel nicht so hoch, dennoch können hier oft mehr als 30 Prozent der Energiekosten eingespart werden – meist schon durch einfachste Maßnahmen, wie z. B. die Messung und Auswertung der Verbraucher über einen bestimmten Zeitraum.

„Große Rechenzentren verbrauchen viel Strom, meist im Megawatt-Bereich. Um die Umwelt zu schonen und die Kosten für die Betreiber überschaubar zu halten, müssen Rechenzentren effizient organisiert sein“, sagt Christian Herzog, Bereichsleiter IT-Infrastruktur beim Bitkom.

Es wird schwieriger, den Stromverbrauch konstant zu halten

Trotz steigender Rechenlast konnte der Energiebedarf der Rechenzentren mithilfe von Effizienzmaßnahmen bei IT-Hardware und Rechenzentrumsinfrastruktur in den vergangenen Jahren konstant gehalten werden. „Das zeigt, dass Effizienzbemühungen fruchten“, so Herzog. Oft reichten schon einfache Maßnahmen, zum Beispiel die Messung und Auswertung des Verbrauchs, um gute Effekte zu erzielen.

Durch die zunehmende Nutzung von Smartphones, Technologien wie Big Data oder Cloud Computing sowie neue Anwendungsbereiche von digitalen Technologien, etwa in der Industrie, werde es jedoch schwieriger, den Stromverbrauch konstant zu halten, so Herzog: „Deshalb braucht es kontinuierliche Anstrengungen, um größtmögliche Effizienz zu gewährleisten.“

Der Leitfaden beschreibt den aktuellen Stand der Technik bei Infrastruktur, Rechnern, Speichern und Netzwerken und gibt einen realistischen Überblick, mit welchen Maßnahmen welche Effizienzeffekte erreichbar sind. Beantwortet werden sollen folgende Fragen:

• Wie kann die IT-Leistung zuverlässig hochverfügbar, und dennoch energieeffizient bereitgestellt werden?
• Wie kann der Energieverbrauch angemessen überwacht werden? Welche Messtechnik, welche und wie viele Messstellen sind notwendig?
• Welche (neuen) Herausforderungen ergeben sich an Rechenzentren durch die zunehmenden Anforderungen hinsichtlich der Skalierbarkeit der zur Verfügung gestellten Leistung?
• Wie kann die Infrastruktur so konzipiert werden, dass eine zunehmende Dynamik im Stromverbrauch nicht zu sinkender Effizienz führt?
• Wie kann optimal mit den zum Teil sehr hohen Leistungen in einzelnen Racks umgegangen werden? Heute gibt es bereits Racks, in denen eine Gesamtleistung von 40 kW oder mehr
  installiert ist. Können Hotspots vermieden oder optimal gekühlt werden?
• Wie können Investitionsentscheidungen so getroffen werden, dass die Gesamtkosten (Total Cost of Ownership (TCO)) minimiert werden? Insbesondere müssen neben den Kosten
  für Planung, Hardware, Implementierung und Management auch die Energiekosten in die Berechnung einbezogen werden. Bei einigen Rechenzentren sind die Energiekosten bereits
  der größte Kostenfaktor.
• Und nicht zuletzt: Wie können Rechenzentren mit den Herausforderungen der Energiewende umgehen? Bestehen sogar Möglichkeiten, sich hier aktiv zu beteiligen?

Der Leitfaden ist hier kostenlos abrufbar.