Energieeffiziente Rechenzentren in der Praxis

Energieeffizienz im Rechenzentrum hat handfeste wirtschaftliche Vorteile, denn der Stromverbrauch ist oft der größte Kostenblock. Als Maßstab für die Energieeffizienz eines Rechenzentrums gilt der PUE-Wert (Power Usage Effectiveness). Dies ist der Quotient der gesamten Energie, die im Data Center eingesetzt wird, und der Energie, die ausschließlich in den Betrieb der IT-Systeme fließt. Derzeit erreichen Rechenzentren im Schnitt einen PUE-Wert zwischen 1,8 und 2,0. Das heißt, dass zu jedem Kilowatt für die IT nochmals 0,8 bis 1 kW für Klimatisierung, Kühlung, unterbrechungsfreie Stromversorgungen, Beleuchtung und Heizung der Büros oder den Betrieb der Sicherheitsanlagen hinzukommen.

Mit einem PUE-Wert von 1,3 zählt ein 2012 in Betrieb genommenes Rechenzentrum von BT in Frankfurt am Main weltweit zur Spitzenklasse. In dem Data Center bietet das Unternehmen die gesamte Palette seiner Rechenzentrumsservices an, vom Telehousing über gemanagte Hostingdienste bis hin zu Cloud-Computing-Angeboten. Um ein möglichst hohes Maß an Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit zu erreichen, setzen BT und der Rechenzentrumsspezialist Zenium, der die Gebäudeinfrastruktur betreibt, auf eine Kombination mehrerer Technologien.

Kaltgang-Einhausung

Die Klimatisierung der IT-Systeme in den rund 380 Racks mit 46 Höheneinheiten erfolgt mithilfe eines Kalt-Warmgangkonzepts mit eingehaustem Kaltgang. Durch einen 80 cm hohen Doppelboden wird gekühlte Luft je nach Außentemperatur zwischen 22° C und 25° C in den Kaltgang eingespeist und gelangt dort an die Vorderseite der Server, Storage-Systeme und Netzwerkkomponenten. An der Rückseite der Racks tritt die Luft nach dem Kühlvorgang wieder aus und wird erneut in den Kühlkreislauf eingespeist. Die Kaltgangeinhausung verhindert, dass sich warme und kalte Luft vermischen und entlastet somit die Kühlanlagen. Alleine die konsequente Trennung von Kalt- und Warmluft kann den PUE-Wert um etwa 0,3 Punkte verbessern. Eine Wasserkühlung der Racks im Rechenzentrum von BT ist in Vorbereitung, wird jedoch derzeit nicht benötigt.

Kühlung mit Außenluft

BT verwendet im Rechenzentrum ein Hybridkonzept zur Kühlung: Beträgt die Außentemperatur 16° C oder weniger, erfolgt die Rückkühlung ausschließlich mithilfe der Außenluft. In diesem Fall werden  keine Kältemaschinen eingesetzt. Für die Rückkühlung wird unter anderem Regenwasser verwendet, das in Reservoirs auf dem Dach aufgefangen wird. Im Temperaturbereich 16° C bis 22° C werden sowohl Kältemaschinen als auch Außenluftkühlung verwendet. Erst bei Temperaturen von mehr als 22° C kommt ausschließlich die mechanische Kühlung zum Zug.Einen Teil der Abwärme der Kühlsysteme nutzt das Rechenzentrum dazu, um die Büroräume zu heizen, die sich im selben Gebäude befinden. Der größte Teil wird über die Kühler verdunstet.

Virtualisierung verringert Strombedarf

Im Data Center setzt BT Blade-Server-Systeme von HP in Verbindung mit der Virtualisierungslösung vSphere 5 von VMware sowie Storagesysteme von Net­App ein. Laut Studien der Beratungsgesellschaft Gartner beträgt die Auslastung von x86-Servern in Rechenzentren, in denen keine Virtualisierung zum Einsatz kommt, nur zwischen 7 und 15 %. Um die Effizienz zu erhöhen, teilen sich im Data Center von BT deshalb mehrere Kunden Server- und Storagekapazitäten. Dadurch steigt die Auslastung dieser Komponenten auf etwa 70 bis 80 %. Das heißt: Es werden weniger physische Server und Speichersysteme benötigt und die Leerlaufzeiten der vorhandenen Geräte minimiert. Und die Blade-Server-Systeme sind mit Netzteilen ausgestattet, die bei niedriger Last die Stromzufuhr automatisch herunterregeln.