Die steigenden Energiekosten und der zunehmende Bedarf an Rechenleistung stellen Betreiber von Rechenzentren vor die Herausforderung, den Energieverbrauch zu senken, ohne die Performance zu beeinträchtigen. Wie die Frankfurter Allgemeine Zeitung (FAZ) am 03.11.2024 berichtete, hat sich die IT-Anschlussleistung in den letzten zwei Jahrzehnten verdoppelt, was den Druck zur Effizienzsteigerung weiter erhöht.
Ein wichtiger Ansatzpunkt zur Energieeinsparung liegt in der Kühlung. Traditionell werden Rechenzentren auf niedrige Temperaturen heruntergekühlt, oft zwischen 20 und 25 Grad Celsius. Studien zeigen jedoch, wie ingenieur.de am 23.10.2023 berichtete, dass moderne Server auch bei höheren Temperaturen problemlos funktionieren können. Eine Studie der Polytechnischen Universität Hongkong, veröffentlicht im Fachjournal „Cell“, legt nahe, dass eine Betriebstemperatur von bis zu 41 Grad Celsius in vielen Klimazonen die Nutzung von freier Kühlung, also der Umgebungsluft, ermöglichen und den Energieverbrauch deutlich senken könnte.
Die freie Kühlung, bei der die Umgebungsluft zur Wärmeabfuhr genutzt wird, ist deutlich energieeffizienter als herkömmliche Klimaanlagen. Wie ComputerWeekly.de am 25.05.2022 erklärte, verbrauchen die Ventilatoren, die für den Luftaustausch benötigt werden, deutlich weniger Strom. Allerdings ist die freie Kühlung nur effektiv, wenn die Außentemperatur niedriger ist als die Innentemperatur im Rechenzentrum.
Neben der Anpassung der Raumtemperatur gibt es weitere Möglichkeiten zur Energieoptimierung. ComputerWeekly.de empfiehlt unter anderem den Einsatz drehzahlvariabler Lüfter, die nur bei Bedarf und mit der benötigten Geschwindigkeit laufen. Auch Flüssigkeitskühlung, die Wärme effizienter abführt als Luftkühlung, kann den Energieverbrauch senken. Darüber hinaus können größere, langsamere Festplatten oder der Umstieg auf SSDs, die weniger Strom verbrauchen und weniger Wärme erzeugen, zur Energieeinsparung beitragen.
Auch die Optimierung der IT-Infrastruktur spielt eine wichtige Rolle. CIO.de empfahl am 21.09.2023, den Energieverbrauch regelmäßig zu messen und zu überwachen, um Einsparpotenziale zu identifizieren. Eine regulierte Luftzirkulation, die die Vermischung von warmer und kalter Luft verhindert, ist ebenfalls entscheidend. Weiterhin kann die Verlagerung von Workloads in die Cloud, wie von Google beschrieben, zu einer effizienteren Ressourcennutzung führen, da Cloud-Anbieter oft auf Energieeffizienz spezialisiert sind.
Die Wärmerückgewinnung bietet eine weitere Möglichkeit, die Energieeffizienz von Rechenzentren zu steigern. Wie GePlan Ingenieure auf ihrer Webseite erläutern, kann die Abwärme der Server zum Beheizen von Räumen, zur Einspeisung in Nah- oder Fernwärmenetze oder zur Kälteerzeugung genutzt werden.
Die Vermeidung von Hotspots, also Bereichen mit erhöhter Temperatur im Rechenzentrum, ist ebenfalls wichtig, um Schäden an der Hardware zu verhindern. Didactum Security GmbH empfiehlt regelmäßige manuelle Temperaturkontrollen und vorbeugende Wartung der Kühlsysteme. Auch die Warm- und Kaltlufteinhausung kann dazu beitragen, die Vermischung von warmer und kalter Luft zu minimieren und so die Kühlleistung zu optimieren.
Die Optimierung des Energieverbrauchs in Rechenzentren ist ein komplexes Thema, das verschiedene Maßnahmen erfordert. Durch die Kombination von innovativen Kühltechnologien, effizienter Hardware und intelligenter Software können Betreiber den Energieverbrauch deutlich senken und gleichzeitig die steigenden Anforderungen an Rechenleistung erfüllen.
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