Wirkungsgrad der Network-Critical-Physical-Infrastructure im Datacenter steigern: Praxis: Energieeffizienz von Datacentern steigern

Mit steigenden Energiepreisen entwickeln sich die Ausgaben für Strom zu einem relevanten Faktor für die Kalkulation von Rechenzentren und Serverräumen. Schließlich verbrauchen Rechenzentren und Serverräume Schätzungen zufolge zwischen 2 und 5 Prozent der weltweit produzierten elektrischen Leistung. Wer es schafft diesen Wert zu verringern, spart nicht nur viel Geld, sondern erspart auch der Umwelt eine Menge Belastung

Der Energiefresser in Rechenzentren und Serverräumen ist schnell gefunden: Die aufgenommene elektrische Leistung wird beinahe zu 100 Prozent in Wärme umgewandelt.

Die Definition des Wirkungsgrads von Rechenzentren und Serverräumen ist einfach: Die Effizienz eines Geräts oder Systems wird durch den Anteil der elektrischen Nutzleistung zur konsumierten elektrischen Leistung bestimmt. Der Anteil der nutzbaren Leistung zur Gesamtleistung wird üblicherweise als Prozentzahl dargestellt.

»Nutzbar« ist, was als das gewünschte Ergebnis für ein bestimmtes System erachtet wird. Das hängt nicht nur von der Art des Systems ab, sondern auch vom Kontext der Verwendung. Beispielsweise kann bei einer Glühlampe, die 5 Prozent Licht und 95 Prozent Wärme abgibt, von einem Wirkungsgrad von 5 Prozent als Glühlampe oder einem Wirkungsgrad von 95 Prozent als Heizkörper gesprochen werden, abhängig davon, ob sie als Lichtquelle oder Wärmequelle in einem Raum verwendet wird. Als »Nutzprodukt« gilt somit alles, was unter den jeweiligen Umständen für das System Sinn ergibt.

Im konkreten Fall bedeutet dies, dass Rechenzentren und Serverräume als elektrische Systeme modelliert werden müssen, deren »Gesamtleistung« der Stromverbrauch vom Versorgungsnetz ist und deren »nutzbares Ergebnis« die Strommenge ist, die für die Datenverarbeitung bereitgestellt, das heißt, die tatsächlich an die IT-Geräte geliefert wird.

Im Idealfall hätten Rechenzentren und Serverräume einen Wirkungsgrad von 100 Prozent. Dann würde die gesamte zugeführte Energie die IT-Geräte erreichen. Diese müssen jedoch angemessen untergebracht, mit Strom versorgt, gekühlt und geschützt werden, damit eine ordnungsgemäße Datenverarbeitung möglich ist. In der Praxis wird die elektrische Energie auch von anderen Geräten, die für den Betrieb von Rechenzentren und Serverräumen notwendig sind, verbraucht. Stromverbraucher sind zum Beispiel Transformatoren, unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV), Verkabelung, Lüfter, Kompressoren, Klimaanlagen, Pumpen, Befeuchter und Beleuchtung. Einige dieser Geräte, wie die USV und die Transformatoren, sind mit den IT-Geräten in Reihe geschaltet, hängen also am selben Strompfad. Andere Geräte wie die Beleuchtung, Lüfter und Kompressoren sind mit den IT-Geräten parallel geschaltet, da sie zusätzliche Unterstützungsfunktionen in den Rechenzentren oder Serverräumen übernehmen.

Schnell wird klar, dass all diese »unterstützenden« Systeme – NCPI (Network-Critical-Physical-Infrastructure) genannt – »Verlust« produzieren, denn sie dienen nicht dazu, Daten zu verarbeiten, sondern haben lediglich unterstützende Funktionen.

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