05. Dezember 2012

Green IT ist nicht genug

Biosphären-IT – der integrative Ansatz für ganzheitliche Energieeffizienz im RZ

Wer heute über energieeffizienten IT- Betrieb nachdenkt, beschäftigt sich meist mit konzeptionellen Lösungsansätzen aus dem Bereich der Green IT. Hierunter wird in der Regel die Reduktion des Energieverbrauches auf der Ebene des IT Equipment (Server, SAN, Switche) verstanden. Doch damit wird nur ein Teil des gesamten Potentials ausgeschöpft, denn Hardware, Software und Service verbinden sich zunehmend zu einer funktionellen Einheit. Deshalb ist ein umfassender Ansatz im Sinne einer 360 Grad-Sicht auf energieoptimierten IT-Einsatz notwendig.

Doch bisher beschränken sich die Ansätze meist auf folgende Maßnahmen:

  • Reduktion des Stromverbrauchs auf Geräte- Ebene durch energieeffizientere Chips (vor allem Prozessoren) und Optimierung der Luftführung innerhalb des Gehäuses. Dabei wird üblicherweise jedes Gerät für sich betrachtet, und nicht die Auswirkungen durch Einbau mehrerer Geräte in ein Rack.
  • Optimierung des CO2-Footprints (CO2-Bedarf eines RZs). Dieser bleibt jedoch eine zweifelhafte Maßzahl, so lange das Gewissen mit dem Einkauf von „politisch korrektem“ Strom aus regenerativen Energiequellen beruhigt wird. Sinn würde der CO2-Footprint vielmehr in Relation zur Rechenleistung machen – diese Betrachtungsweise wurde jedoch bisher noch nicht berücksichtigt.
  • Absenkung des PUE-Wertes ohne Differenzierung der Betriebspunkte. Der PUE-Wert setzt die insgesamt eingesetzte Energie eines Rechenzentrums ins Verhältnis zu dem tatsächlichen Energieverbrauch des IT- Equipments. Neue massiv optimierte Rechenzentren können PUE-Werte bis 1,1 erreichen; sehr gute Werte für Multipurpose Rechenzentren liegen bei 1,3 bis 1,6. Die meisten kleineren Rechenzentren, lokal betriebene Rechnerräume oder alte RZ-Flächen liegen in der Regel bei einem PUE über 2. Je höher die Aufwendungen zur Optimierung dieses Wertes sind, desto kleiner ist das optimale Band, in dem man die geringen PUE-Werte erreichen kann.

Greent IT (Quelle: synaix GmbH)

Die unabhängige Optimierung einzelner Kennzahlen führt in der Regel nicht zu einer Verbesserung, obwohl Geld und Zeit investiert werden.

Beispiel:

Ein RZ wird PUE optimiert durch die Überarbeitung des Luftführungskonzeptes (z.B. Trennung Warmgang/ Kaltgang und die Optimierung der Pumpenansteuerung). So kann z.B. der PUE von 1,8 auf 1,4 gesenkt werden. In einem zweiten Schritt wird eine neue Rechnergeneration mit weniger Gesamtleistungsaufnahme angeschafft. Der Verbrauch des IT- Equipments kann absolut gesenkt werden. Der PUE verschlechtert sich jedoch, weil die PUE Optimierung auf einen anderen Betriebspunkt erfolgte. In der Summe wird nach zwei Optimierungsschritten so viel Energie verbraucht, wie vor der ersten Optimierung. Die nacheinander durchgeführten Optimierungen haben sich also in ihrer Wirkung aufgehoben. Verschiedene Stellschrauben, wie der Einsatz von energieeffizienteren Komponenten, die Nutzung regenerativer Energien und die Umsetzung von TGA-Maßnahmen können unter bestimmten Voraussetzungen einen Beitrag zu einem geringeren Energieverbrauch liefern.

Lohnt sich also die ganze Optimierung nicht?

Doch – aber das Ziel kann nur in enger Abstimmung mit den IT-Spezialisten und der Betriebsmannschaft erfolgen. Diese sind aber in der Regel bei den Optimierungsprojekten nicht involviert oder sind voll und ganz in der überholten Systemhausdenke gefangen. Ein integrativer Ansatz mit einer sehr genauen Auslastungsplanung ist die Voraussetzung für das Gelingen des Vorhabens. Meist ist aber genau die Abweichung der Auslastungsplanung die Ursache für einen in Summe energieineffizienten RZ-Betrieb.

Die herkömmliche Sichtweise auf die RZ-Infrastruktur entspricht dem Schichtenmodell der Systemhausdenke. Hardware, Software und Service verschmelzen aber mit den aktuellen XaaS Technologien zunehmend miteinander und fordern eine ganzheitliche Herangehensweise. Dabei spielen die Aspekte intelligenter IT-Betrieb und Applikations- Optimierung eine wesentliche Rolle. Die vollständige Virtualisierung von Servern ist dabei absolute Voraussetzung für den ressourcenschonenden IT-Betrieb.

Beispiel 1:

Ein international tätiges Unternehmen im Baubereich stellt Desktops für 1500 Mitarbeiter an 12 Standorten und mehr als 20 Groß-Baustellen europaweit bereit. Im Ursprungsbetrieb wurde dafür in den 8 Hauptstandorten Equipment für mehr als 10 Schränke (19“) eingesetzt. Durch Zusammenführung und Zentralisierung in einem Rechenzentrum konnte die benötigte Hardware auf den Inhalt von 5 Schränken reduziert werden. Der Stromverbrauch sank damit von 35 auf etwa 16 KW. Im nächsten Schritt wurde der Betrieb umgestellt auf Voll-Virtualisierung in einer gesharten Umgebung. Die Server, die jetzt eine qualitativ hochwertigere IT-Versorgung der Mitarbeiter sicherstellen, füllen nur noch einen Schrank und verbrauchen weniger als 8 KW. Der optimierte IT-Betrieb brachte eine Gesamtreduktion des Stromverbrauchs von ca. 54 Prozent.

Optimierungsverhältnisse (Quelle: synaix GmbH)

Beispiel 2:

Auf der Ebene der Applikations-Optimierung bieten vor allem multimediale Inhalte wie Internet-Shops mit hohem Bilder- und Video-Anteil noch viel Raum für Einsparpotentiale. Bei einem international tätigen Dienstleister für Shopsysteme etwa konnte der Energieeinsatz durch Optimierung mittels eines Bilderclusters für Katalogartikel und Videos um fast 87 Prozent gesenkt werden. Statt 5 Schränken wird nun noch ein halb gefüllter Schrank betrieben; dabei wurde die Auslieferung von Bildern für High-Perfomance-Webseiten deutlich verbessert.

Biosphären-IT bedeutet effiziente Betriebstechnik verbunden mit regenerativen Energien, leistungsfähiger Hardware und intelligentem IT-Betrieb.

Die neue Aufteilung im IT Betrieb (Quelle: synaix GmbH)

Ganzheitliche Betrachtung führt zu Optimierung in allen Bereichen

Mit dem Zusammenspiel von effizienter Betriebstechnik im Rechenzentrum, dem Einsatz regenerativer Energien und leistungsfähiger Hardware sowie intelligentem IT-Betrieb erhalten Kunden hochverfügbare IT-Lösungen bei optimiertem Energie-Einsatz. Diesen Ansatz bezeichnen wir als Biosphären-IT-Konzept. Wesentlich für diesen Ansatz ist die Abstimmung zwischen Rechenzentrum und Betrieb. Ein gutes Zusammenspiel zwischen den Betreibern von Rechenzentren und innovativen IT-Dienstleistern über alle Kunden hinweg wird künftig Voraussetzung für erfolgreiche IT-Nutzung bei verantwortungsvollem und ressourcenschonenden Energie-Einsatz sein. Das erfordert ein Umdenken auf Seiten der Kunden, RZ- Betreibern und IT-Dienstleistern und birgt große Chancen – nicht nur für Green IT!

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oder hier im Originaltext die Dezemberausgabe des Future Thinking Journals

Sebastian Pajor und Stefan Fritz,
synaix Gesellschaft für angewandte Informations-Technologien mbH
sebastian.pajor@synaix.de | stefan.fritz@synaix.de

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