Der optimale Betriebspunkt

Zu den größten Energieverbrauchern im Rechenzentrum zählen heute die Server-Systeme. Den größten Stromhunger haben dabei die CPU und der Arbeitsspeicher. Beide zusammen stehen je nach Ausbau für zirka 60 Prozent des gesamten Energiebedarfs eines Servers. Die restlichen 40 Prozent benötigen die Netzwerkanbindungen, Lüfter, Grafikmodule, Netzteile und Baseboards. Aufgrund der Dominanz der CPUs und Speicher rücken diese beiden Komponenten in den Mittelpunkt der Betrachtungen, wenn die Energieeffienz erhöht werden soll.

Senkung des Energieverbrauchs durch mehr Effizienz

Die Hersteller der Systeme optimieren ihre Rechner in Richtung Energieeffizienz. Um den Energieverbrauch der CPU zu senken, hat Intel in der neuesten CPU-Generation der Xeon-55xx-Reihe eine Menge an unterstützender Logik zur Energieeinsparung integriert. Aber nicht nur hinsichtlich der CPU sind Optimierungen möglich. Auch bei nahezu allen weiteren Komponenten wie den Festplatten, den Lüftern, dem Arbeitsspeicher und – falls vorhanden – den Bildschirmen ermöglichen dynamische Betriebsmodi eine optimale Energiezufuhr. Festplatten und Bildschirme etwa kennen schon seit mehreren Jahren einen Standby-Betrieb oder ähnliche Funktionen zur Energiedrosselung. Eine wichtige Rolle kommt auch den Netzteilen zu. Gute Netzteile erreichen Effizienzwerte von über 90 Prozent.

Nahezu alle Server-Komponenten sind heute bereits in der Lage, den Energieverbrauch besser zu steuern. Dazu sind allerdings auch spezielle Vorkehrungen durch die Hersteller der Systeme zu treffen. Dies erfordert eine Unterstützung der Energiesparfunktionen in den jeweiligen Baugruppen und im Design des Baseboards mit dem Baseboard-Management-Controller und dem BIOS.

Begrenzung der Stromzufuhr

Die gebotenen Basistechniken müssen sinnvoll in einem System integriert sein, und der Anwender muss sie auch nutzen. Ein mögliches Verfahren zum Senken des Energieverbrauchs ist die Regelung und Begrenzung der Stromzufuhr, das „Power Capping“. Dabei ist ein Zielkorridor mit Ober- und Untergrenzen für den Stromverbrauch vorgegeben, wobei zuvor genau diese Ober- und Untergrenzen bei laufender Appliktion ermittelt werden. Der Betrieb des Systems erfolgt dann innerhalb dieses Korridors. Da die Menge der zugeführten Energie auch Auswirkungen auf die maximale Rechenleistung hat, kann die Energiebegrenzung unter Umständen auch mit einer Einschränkung des Server-Durchsatzes bei Spitzen der Rechenleistungsanforderung einhergehen.