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Energieeffizienz ist das Gebot der Stunde

8. August 2008, 0:00 Uhr | funkschau sammeluser

Bei nicht wenigen Datacentern wird die Stromversorgung zum Sorgenkind. Für eine nachhaltige Lösung müssen technologischer Fortschritt mit einem vernünftigen Stromnutzungsmanagement kombiniert werden.

Von Andrew Kutz

Eine optimale Rechenzentrumslösung nutzt die Energie sowohl effektiv als auch effizient. Noch ist dies jedoch Zukunftsmusik. Bei herkömmlichen Lösungen sollten IT-Administratoren zur Verbesserung der Energieeffizienz ein besonderes Augenmerk auf Verbrauchskontrolle und Konsolidierung legen. Ein weiterer wichtiger Punkt: Anwendungen, welche die Vorteile der Multicore-Prozessoren nutzen, vermeiden den Bedarf nach neuen Servern – die vorhandene Hardware wird voll ausgenutzt. In diesem Punkt sind auch die Entwickler gefragt, hoch parallel-strukturierte Anwendungen zu erstellen.
Auf Servern, die multicore-enabled sind, sollte keine Software installiert werden, die nicht mehr effizient ist beziehungsweise die nicht die Vorteile der Multicore-Technologie nutzt. Diese Server sollten stattdessen für das Hosting von Virtualisierungssoftware verwendet werden, um ihre potenzielle Verarbeitungskapazität zu maximieren. Auf diese Weise beansprucht die Software nicht alle Ressourcen des Hosts allein. Stattdessen können diese Ressourcen von verschiedenen virtuellen Maschinen (VM) in Anspruch genommen werden.

Einsparpotenzial durch Konsolidierung

Technologien wie Blade-Server und Virtualisierung sollten als Optionen gesehen werden, mit denen die Anzahl von physischen Servern im Datacenter reduziert werden kann. Blade-Server verringern den Stromverbrauch pro Rechenleistungs-Zyklus und Virtualisierung ist die beste gegenwärtig verfügbare Methode, um physische Server zu konsolidieren. Es heißt, einigen Datacentern sei es sogar gelungen, die Anzahl der Server um den Faktor Fünf zu reduzieren, oder sie konnten vermeiden, zusätzliche Racks und Server installieren zu müssen. Dieses Niveau der Konsolidierung hat großen Einfluss auf den Stromverbrauch.

Neben der Server-Konsolidierung ist die Storage-Konsolidierung mit Geräten wie SANs (Storage Area Networks) oder NAS-Geräten (Network Attached Storage) eine weitere Option. Ein konsolidiertes Netzwerk- Storage reduziert die Anzahl der einzelnen Speichermedien im Datacenter. Dies unterstützt auch den Trend zur allge-meinen Verwendung einer Single-Storage-Infrastruktur, was halbvolle, separate Speichermedien vermeidet. Dadurch wird die Energieeffizienz gesteigert, obwohl die Speicherkapazität unverändert bleibt.

Energieeffiziente Hardware und Architekturen

Aus Kostengründen ist es meist nicht möglich, alle Hardware-Komponenten auf einmal durch energieeffiziente Versionen auszutauschen. Aus diesem Grund sollte der Prozess mit Komponenten eingeleitet werden, welche die geringsten Beschaffungskosten hatten und deren Abschreibungszyklus sich dem Ende zuneigt. Im Allgemeinen sind dies die Compute-Server. Dabei zeichnen sich energieeffiziente Server durch bestimmte Technologien aus:

Multicore-CPUs: Multprocessing-Cores, die in einem einzelnen Prozessor integriert sind, reduzieren überflüssige Elektronik und verringern den Stromverbrauch.
Verbrauchsarme CPUs: Prozessoren, die niedriger getaktet sind und mit weniger Volt auskommen, verbrauchen auch entsprechend weniger Strom.
Technologie zur stufenweisen Leistungsregulierung: Passt dynamisch die Energie an, welche die Prozessoren im Zusammenhang mit der Prozessor-Last benötigen.
HE-Netzteile: Verringern die Energieverluste bei der Spannungskonversion (Wechsel- zu Gleichstrom) durch den Einsatz aktiver Leistungsfaktorkorrektur.
Energieeffiziente Speichermodule: Speicher, die mit dichteren Modulen (1 GBit) und neueren Verfahren (1,5 V) hergestellt sind, nutzen die Energiezufuhr effizienter.
Dynamische Ventilatorkontrolle: Eingebaute Serverventilatoren, die Rotation und Stromverbrauch anpassen und weniger Energie verbrauchen, wenn die Umgebungstemperatur fällt.

Darüber hinaus sollten Unternehmen prüfen, ob sie Kühlmittel wie R134a, die 320 Mal mehr Hitze absorbieren können als Luft, einsetzen wollen, um den Energieverbrauch zu verringern. Lösungen mit Flüssigkeitskühlung benötigen weit weniger Strom bei gleicher Leistung. Der Übergang zu einer solchen Lösung kann den Stromverbrauch für Kühlung drastisch senken. Dabei ist darauf zu achten, dass die Implementierung von Lösungen auf Flüssigkeitsbasis bestimmte Zertifizierungen erfordert (wie der EPA in den Vereinigten Staaten) und zusätzlichen Schulungsaufwand mit sich bringen kann.