Virtualisierung senkt den Stromverbrauch
Grüne Welle im RZ
Den derzeit viel diskutierten Sparkurs im Bereich Emissionen und Energieverbrauch kann man eins zu eins in die Rechenzentren und IT-Abteilungen projizieren. Die Schlagworte "Green Computing" oder "grünes Rechenzentrum" finden mittlerweile sogar in solchen Medien großen Anklang, die sich sonst wenig für IT-Themen interessieren. Ein naheliegender erster Schritt in Richtung eines nachhaltigen RZ-Betriebs ist der verstärkte Einsatz von Virtualisierungstechniken.
Wie prekär die Frage nach dem Energieverbrauch in Rechenzentren mancherorts bereits ist, machen
einige Beispiele deutlich. So gehen Studien davon aus, dass 2005 allein für den Betrieb der
Internetinfrastruktur weltweit 123 Milliarden kWh aufzuwenden waren. Das entspricht der Leistung
vierzehn moderner Kohlekraftwerke. Der durch die Nutzung des Internets in Privathaushalten und
Unternehmen erzeugte Mehrverbrauch ist hier noch gar nicht einkalkuliert. Auch der Betrieb von
Unternehmensrechenzentren verschlingt große Mengen Energie – so viel, dass Stromnetze in
Ballungszentren zuweilen an ihre Kapazitätsgrenzen stoßen. Im Londoner Finanzviertel müssen manche
Banken und Investmenthäuser auf einen Ausbau ihrer Rechenzentren verzichten, weil sonst das
Stromnetz der Stadt überlastet würde. Das Internetunternehmen Google konnte vor kurzem ein neues
Rechenzentrum nicht wie geplant in Kalifornien eröffnen, sondern musste in einen anderen
Bundesstaat ausweichen. Dabei ist es heute ohne großen Aufwand möglich, IT-bedingten
Stromverbrauch, Platzbedarf und Schadstoffbelastungen deutlich zu verringern. Dies schont nicht nur
die Umwelt, sondern hilft den Unternehmen dabei, immense Geldbeträge einzusparen, ohne dabei auf
Performance verzichten zu müssen.
Mittlerweile haben sich Interessengemeinschaften und Vereinigungen rund um diese Belange
gebildet. Die wohl bekannteste unter diesen Institutionen ist "The Green Grid" – ein Konsortium,
das sich dafür einsetzt, plattformneutrale Standards, geeignete Messmethoden, Prozesse und neue
Techniken zu entwickeln, um die Leistungen und Kapazitäten von Rechenzentren energieeffizient
nutzen zu können. Zu den Gründungsmitgliedern gehören AMD, APC, Dell, HP, IBM, Intel, Microsoft,
Rackable Systems, Spraycool, Sun und Vmware. Jedes Mitglied verfolgt einen eigenen Ansatz, um den
Stromverbrauch oder Kühlungsaufwand in Grenzen zu halten beziehungsweise Hardwarekomponenten
effizienter zu gestalten. Eine zentrale Rolle nimmt dabei die Servervirtualisierung ein. Mit ihr
lassen sich Ressourcen deutlich besser auslasten und flexibler nutzen. Das fängt bei der
Konsolidierung der Hardware bis zum Verhältnis 20:1 an und reicht bis zur Migration laufender
virtueller Maschinen einschließlich der Anwendungen, um bei geringerer Last – zum Beispiel über
Nacht – einen Teil der Rechner abzuschalten. Praxisbeispiele belegen, dass Unternehmen durch
Einführung einer Virtualisierungsinfrastruktur Strom- und Kühlungskosten deutlich senken
können.
Serverfarmen wachsen weiter
In mittelständischen und großen Unternehmen wächst die Zahl der eingesetzten Server permanent.
Schätzungen sprechen von jährlichen Verdoppelungen des Bedarfs – unabhängig davon, ob Unternehmen
tatsächlich entsprechende Server zum Abfangen der Lasten anschaffen. Selbst wenn die benötigte
Serverzahl bereitgestellt wird: Der Ausbau führt auch dazu, dass die IT-Struktur im Unternehmen
zusehends unübersichtlich wuchert. Die Folge sind mangelnde Administrierbarkeit, höherer
Personalaufwand und sinkende Effizienz. Gleichzeitig steigt der Energieverbrauch ungleich höher,
denn nicht nur der Energieverbrauch für den Betrieb der einzelnen Server ist ausschlaggebend,
sondern auch die steigenden Aufwendungen von Stromressourcen zur Kühlung durch Klimaanlagen (Bild
oben).
Dies führt laut einer Gartner-Studie wiederum dazu, dass in absehbarer Zeit 50 Prozent der
Gesamt-IT-Kosten nur für die Betriebsenergie aufzuwenden sind – Geld, das dann im Budget der
IT-Entscheider fehlt und nicht in zusätzliche, vielleicht modernere Technik investiert werden kann.
Doch es ist bereits möglich, mit vorhandener Hardware mehr als 80 Prozent der Energiekosten
einzusparen. Erste Erfolge stellen sich bereits ein. Die beiden Chip-Hersteller AMD und Intel
forschen bereits seit einiger Zeit an der Entwicklung möglichst energiesparender Chips. Moderne
CPUs der aktuellen Generation können aber nicht nur den Energieverbrauch erheblich senken; mittels
vollständiger Unterstützung der Virtualisierung tragen sie auch "auf Umwegen" dazu bei, dass ein
Server das Einsparen kostbarer Ressourcen unterstützt.
Virtualisierung senkt den Hardwarebedarf
Bei der Rechnervirtualisierung werden auf einem bestehenden physikalischen Hardwaresystem
mehrere virtuelle Maschinen (VMs) aufgesetzt. Auf jeder VM lässt sich nun ein komplettes
Betriebssystem und damit auch jegliche Art von Anwendung aufspielen. So kann ein Unternehmen
vorhandene Applikation selbst bei einer Migration auf aktuellere Betriebssysteme weiter nutzen.
Unternehmen, die sich der Virtualisierung bedienen, konnten beispielsweise im Zuge einer
anstehenden Serverkonsolidierung ihren Serverbestand allein durch Virtualisierung um den Faktor 25
vergrößern, ohne nur eine neue Hardwareeinheit angeschafft zu haben. Im Durchschnitt laufen auf
einem technisch entsprechend ausgestatteten Server rund 20 virtuelle Maschinen. Die damit
eingesparten Energiekosten für Strom und Kühlung sind beeindruckend (siehe Kasten rechts).
Ein Beispiel für effiziente Ressourcennutzung ist die in den USA ansässige Mechanics Bank.
Mittels einer Virtualisierungsumgebung konnte die Bank die Kühlungskosten für ihre Serverumgebung
durch Migration und Umverteilung der Ressourcen von jährlich 107.000 Dollar auf 13.000 Dollar
reduzieren. Bei den Stromkosten für den Betrieb erweisen sich die Einsparungen als noch
einschneidender: Statt bisheriger Stromkosten von 314.000 Dollar pro Jahr belaufen sich diese
Kosten mittlerweile auf rund 37.000 Dollar. Zudem waren die IT-Verantwortlichen der Mechanics Bank
in der Lage, die Anschaffung von 100 geplanten neuen Servern durch den Einsatz virtueller Maschinen
zu vermeiden.
Fazit
Unter dem Strich zeigen diese Beispiele auf, wie einfach es ist, das "grüne Rechenzentrum" zu
realisieren. Lohnen wird sich Virtualisierung allemal, denn die Datenflut in den kommenden Jahren
wird nicht nachlassen, und sinkende Kosten für die Energieversorgung der Hardware sind derzeit
ebenso wenig in Sicht.
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