Kyndryl-Kommentar: Effizienzsteigerung bei der IT-Infrastruktur
Stromkosten als Digitalisierungsbremse?
Laut Angaben des Bitkom stieg der Energiebedarf von Rechenzentren und kleineren IT-Installationen in Deutschland zwischen 2010 und 2020 von 10,5 Mrd. kWh/a auf 16 Mrd. kWh/a. In der Digitalwirtschaft waren Energiekosten lange Zeit dennoch eine eher wenig beachtete Rechengröße. Strom war verlässlich und vergleichsweise günstig zu bekommen. Mit der aktuellen Krise ändert sich aber auch das und Betreiber von Rechenzentren müssen dringend Maßnahmen zur Energieeinsparung treffen. Benedikt Ernst, Leiter des Bereichs Cloud Advisory von Kyndryl, zeigt drei Stellschrauben, an denen Verantwortliche drehen können.
1. Gebäudeinfrastruktur überprüfen
Betreiber von Rechenzentren sollten den Gesamtenergieverbrauch genau ermitteln und überwachen, um anschließend zu prüfen, wo es Optimierungspotenziale in der Infrastruktur gibt. Betreiber sollten daher auf ein gutes Energie-Management und ein Monitoring achten.
Generell sollte man Haustechnik regelmäßig warten und gegebenenfalls erneuern. Eine besondere Bedeutung kommt im Datacenter-Umfeld der Klimatechnik zu. Diese kann sehr schnell ineffizient sein, wenn man sie nicht optimal wartet. Eine wichtige Kennzahl zur Überprüfung der Energieeffizienz ist dabei der sogenannte PUE-Wert. Die Power Usage Effectiveness gibt das Verhältnis des Gesamtstrombedarfes eines Rechenzentrums in Relation zum Strombedarf der IT-Infrastruktur an.
Ein weiterer Aspekt ist die Kühlung der Server selbst. Neue Verfahren und wie zum Beispiel das Direct Chip Cooling versprechen viel Optimierungspotenzial. In Absprache mit den Hardwareherstellern sollten Verantwortliche zudem prüfen, ob sich bei der Kühlung durch eine leichte Temperaturerhöhung Energie einsparen lässt.
Neben diesen Sparmaßnahmen ist auch der richtige Energiemix aus zum Beispiel Ökostrom und Ökogas aus Windkraft, Blockheizkraftwerken oder Photovoltaik Anlagen zu prüfen. Abwärme aus Rechenzentren lässt sich außerdem nutzen, um naheliegende Gebäude zu beheizen. Dafür könnten Betreiber eine Kompensation von lokalen Energieversorgern bekommen, was ihre Kosten etwas abmildern würde.
2. Physische IT-Infrastruktur optimieren
Den größten Anteil am Energieverbrauch von Rechenzentren haben wenig überraschend die Komponenten der IT-Infrastruktur wie beispielsweise Server. Dicht gefolgt von der Kühlung der Systeme. Das bedeutet, hier gibt es das größte Optimierungspotenzial. Am Anfang steht auch hier wieder eine genaue Analyse des Status quo. Unternahmen müssen wissen, welche Ressourcen wie stark ausgelastet sind und deren Stromverbrauch kennen. Anschließend lässt sich durch Hardwarekonsolidierung die Auslastung optimieren. Außerdem sollte man prüfen, ob sich durch die Modernisierung von Hardware Einsparungen erzielen lassen.
In vielen Rechenzentren befindet sich zudem sogenannte Zombiehardware, auf der keine Anwendungen mehr laufen. In der Vergangenheit hat man solche Assets oft einfach weiterbetrieben, um auf Nummer sicher zu gehen. Um sie vollständig abzuschalten, benötigt es schließlich eine genaue Analyse, ob nicht doch noch relevante Anwendungen von dieser Hardware abhängig sind. Betreiber scheuten oft den Arbeitsaufwand für derartige Überprüfungen. Nehmen Verantwortliche diese Aufgabe in Angriff, kann man einige nicht mehr benötigte Server vom Netz nehmen.
Ein weiteres häufiges Problem sind zu hohe Taktraten von Servern. Hier hat man bisher oft vorsorglich das Maximum ausgereizt, ohne sich am tatsächlichen Bedarf der Anwendungen auf dem jeweiligen Server zu orientieren. Das führte dazu, dass Rechner oft viel zu hoch getaktet waren, was den Stromverbrauch in die Höhe trieb. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist auch wieder Arbeit zu investieren, da Betreiber jeden Server einzeln überprüfen müssen.
3. Einsparungen durch Virtualisierung
In dieser dritten Stufe geht es nicht mehr um physische Assets, sondern um die Möglichkeiten, die virtuelle Ressourcen bieten. Weniger, aber leistungsfähigere Server verbrauchen in der Regel weniger Strom als viele, dafür nur teilweise ausgelastete Rechner. Basierend auf einem strukturellen Workload Assessment sollten Betreiber von Rechenzentren ausloten, welche Optimierungen sie mit Hypervisoren erzielen können.
Außerdem kann es sich anbieten, in Kooperation mit Hyperscalern Ressourcen in die Cloud auszulagern. In einem letzten Schritt sollte man Deployment und Monitoring virtueller Maschinen automatisieren.
Fazit
Bereits durch vergleichsweise einfache Maßnahmen lassen sich im Rechenzentrum beachtliche Einsparungen erzielen. In den Rechenzentren von Kyndryl brachten weniger Kühlung, Dekommissionierung von Zombiehardware, Taktratenreduktion und vorgezogene Hardware-Erneuerung zusammen etwa 15 bis 16 Prozent Einsparung. Dieses Potenzial sollten Betreiber in den Zeiten explodierender Strompreise auf keinen Fall ungenutzt lassen. Fehlen interne Ressourcen oder spezifisches Know-how kann sich auch die Zusammenarbeit mit einem Managed-Service-Provider anbieten.
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