Strom sparen durch Virtualisierung

Virtualisierung reduziert Co2 Ausstoß

Auszug Wirtschaftswoche 28/2007
Quelle: http://www.handelsblatt.com/technologie/energie-umwelt/energie-technik/computer-wenn-die-kuehlung-das-budget-sprengt/2849788.html

 

Durch die steigende Anzahl von Coputersystemen ist ein Umdenken ntwendig. Die namenhaften Hersteller haben in den letzten Jahren den Grundstein dafür gelegt, die Nutzung der IT effizienter zu gestalten.

Im WIWO Artikel lassen sie die Herausforderungen und die jeweiligen Zitate der Hersteller nachlesen. Die Lösung - Virtualisierung - steht auch hier im Mittelpunkt.

 

Gezielte Kühlung für Computer: Strom sparen.

Moderne Computer verbrauchen immer mehr Strom - das ist teuer und umweltschädlich. Neue Prozessoren, Klimatechniken und Software helfen dagegen.

Den stellsten Computer Europas im neuen Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart bewahren gigantische Klimaanlagen vor dem Hitzetod. Nicht, dass jemand nach den Stürmen und Gewittern der vergangenen Wochen etwas gegen einen sonnigen Sommer hätte. Aber wenn man an die Stromrechnung des Unternehmens denkt, kämen dem Chef des Berline Online-Anbieters Strato ein paar kühle Sommermonate sehr zuspaß. Die Hochleistungscomputer des zweitgrößten europäischen Web-Hosters, in denen die Internet-AUftritter Tausender von Unternehmen und Privatleiten gespeichert sind, produzieren Wärme im Überfluss. Rund 30.000 COmputer stehen in den Strato Rechenzentren in Berlin und Karlsruhe, aufgereiht in langen Gängen und vom steten Luftzug gigantischer Klimaanlagen vor dem Hitzetod bewahrt. Die Kosten für die Kühlung steigen mit der Außentemperatur. Bei mehr als 30 Grad draußen sind das bis zu 10.000 Euro am Tag pro zusätzlichem Grad Celsius.

Der Explosionsartige Anstieg des Stromverbrauchs heutiger Rechner, hervorgerufen durch immer mehr Leistung und ein rapides Datenwachstrum, sprengt nicht nur bei Strato die Budgets. Die Energie für Informationstechnik wird zum bedrohlichen Kostentreiber. Um die Kunden zu besänftigen, arbeiten die IT-Arbeiter mit Hochdruck an Gegenmaßnahmen: Neue Prozessoren, Kühlmethoden und Software sollen den Energiehunger zügeln. Mit kleinen Korrekturen ist es nicht getan. Laden die Stromkosten eines durchschnittlichen europäischen Datenzentrums 2006 noch bei gut fünf Millionen Euro pro Jahr, könnte sich der Betrag 2010 schon auf bis zu elf Millionen Euro mehr als verdoppeln. Schlimmer noch: Geht das Wachstum der Rechenleistung ungebremst weiter, steht mindestens die Hälfte der Rechenzentren schon im kommenden Jahr vor massiven Kühlproblemen, weil die Klimaanlagen mit der Hitze nicht mehr fertig werden.

Welche Zeitbombe da in ihren Server-Räumen ticket, wird laut IBM-Deutschland immer mehr Kunden bewusst. Interessieren sie sich früher primär für Spitzenwerte bei Rechengeschwindigkeit und Speichergröße, ist Energieeffizienz mittlerweile eines der Top-Themen. Kein Wunder. Nach einer aktuellen Studie erreichen die Kosten für den Betrieb der Computer in diesem Jahr erstmals deren Anschaffungspreis; in zwei Jahren werden sie mehr als doppelt so hoch liegen. Mit dem Energieverbrauch steigt die Klimabelastung durch IT, so die WWF: Der durch Rechner und Rechenzentren ausgelöste weltweite Ausstoß von Kohlendioxid erreicht schon netzt das Niveau der Luftfahrt. Der Computer als Klimakiller? In diesem Ruf möchte die Branche nicht geraten. Bisher schmückt sie sich mit dem gegenteiligen Image. Der Austausch von Bits und Bytes, die Kommunikation per E-Mail und Videokonferenzen, so ihr eingängiges Argument, erspare tausendfach umweldschädliche Reisen. Die Wahrheit ist, dass Rechner und Rechenzentren große Mengen von Treibhausgasen erzeugen. In Europa, den USA und Japan gingen bereits vier bis fünf Prozent des gesamten Stromverbrauchs auf ihr Konto.

Kaum mehr als Glück, dass das bisher noch kaum jemanden aufgefallen ist. Auch die Politik habe beim Thema IT und CO2 noch einen blinden Fleck. Doch das könnte sich rasch ändern, von massivem öffentlichen Druck bis zu Steuern auf den Energieverbrauch der IT ist alles denkbar. Anfang Juni schlossen sich im kalifornischen Mountain View Größen wie Intel, Dell, Google, IBM, Sun Microsystems und Yahoo zur Climate Savers Computing Initiative zusammen. Bis 2010 wollen sie den Energieverbrauch derIT drastisch drosseln und dadurch die jährlichen CO2-Emissionen um 54 Millionen Tonnen senken. Das ist, als würde man elf Millionen Pkws oder zwanzig 500-Megawatt-Kohlenkraftwerke abschaffen. Das Projekt soll nicht nur Treibhausgase einparen, es soll auch die Stromkosten drastisch senken: Rund 5,5 Milliarden Dollar Kostenreduktion im Jahr peilen die CSCI-Partner für 2010 an. Andere IT-Riesen wie AMD, IBM und Microsoft haben sich zum "Green Grid" zusammengefunden.

Das große Sparen fängt im Kleinen an. Wer als privater Nutzer die Energiesparfunktionen seines PCs ausschöpft, kann seine Stormkosten deutlich drücken. Hochgerechnet auf die weltweit installierten Milliarden Rechner wäre die Einsparung immens. Einen Anhaltspunkt liefert der Strombedarf eines großen Rechenzentrums. Es verbraucht die Energie einer Kleinstadt mit 40.000 Einwohnern. Im Unternehmen treiben neuartige Blade-Server die Kosten: Sie sind so klein wie eine Pizzaschachtel und verdrängen klassische Computer aus den Schränken. Obwohl klein gebaut, sind sie um ein Vielfaches leistungsfähiger. Die Kehrseite: Sie verbrauchen auf gleicher Fläche das 10- bis 15- Fache an Energie. Wo bisher pro Schrank zwei Kilowatt reichen, müsse die Stromversorgung jetzt 20 bis 30 Kilowatt liefern. 

Ohnenhin arbeiten die Rechner - egal, ob normaler PC oder Hochleistungsserver - erschreckend ineffizient. 30 bis 50 Prozent des Strombedarfs werden gar nicht in Prozessoren und Speicherchips für Rechenleistung genutzt, sondern verschwinden ungenutzt als Abwärme. Der PC als Heizlüfter - in Unternehmen wird das zum Problem. Die Liste mit Einsparideen ist lang. Die Branche verabschiedet sich von dem Konzept, mehr Rechenleistung durch immer schnellere Prozessoren zu erreichen. Noch schnellere Chips werdne hauptsächlich eines: heißer. Das ist, als würden man mit einem Ferrari in der Innenstadt ständig von roter Ampel zu roter Ampel rasen.

Statt auf mehr Tempo setzen Sun, AMD oder Intel bei ihren Prozessoren auf mehrere Rechenkerne. Statt Rechenschritt für Rechenschritt nacheinander abzuarbeiten, erledigen die Multi-Core-Chips die Aufgaben in parallelen Arbeitsgängen. Obwohl mit 1,2 Gigahertz Taktrate nominell deutlich langsamer, lässt die aktuelle Generation von Suns Mehrkernchips die teils mehr als vier Gigahertz schnelleren PC-Prozessoren klassischer Bauart alt aussehen. Neue Software, die Arbeit intelligent auf die Kerne verteilt, spart zusätzlich Strom. Sie reduziert die Zahl der erforderlichen Rechenschritte beim Zugriff auf die Weibseiten der Kunden um 75 bis 90 Prozent.

Das Gegenmittel heißt Virtualisierung. Darunter verstehen Experten eine Software, die eine Arbeitslast verschiedener Anwendungen so auf die Rechner verteilt,dass alle annähernd gleich ausgelastet sind. Die Zahl der benötigten Maschinen sinkt drastisch. Speicherexperten wie EMC oder Hitachisetzen beim Verwalten der Computerdaten auf ein ähnliches Konzept. Eine neue Software simuliert einen großen virtuellen Datenspeicher und weist den einzelnen Problrammen den jeweils benötigten Speicherplatz zu. Effekt: Es werden weniger Festplatten gebraucht, der Stromverbrauch sinkt.

Ein anderer Ansatz zum Energiesparen sind neue Kühlsysteme und Klimakonzepte. Luft kühlt dabei gezielt jene Rechner, die unter Hochlast laufen, statt komplette Rechnerräume kühl zu halten. Die Telekom Tochter T-Systems will die Temperaturen in Rechenzentren künftig mit aus dem Erdboden angezapfter Kühle niedrig halten. Die Bergbauakademie Freiberg ist an der Entwicklung beteiligt. Noch ist das System nicht einsatzbereit, aber es geht nur noch um das Wann, nicht mehr um das Ob.

Nahezu ausgereift ist hingegen das energieautarke Rechenzentrum, das der Telekom Ableger demnächst für run 2,5 Millionen Euro im Mänchner Euro-Industriepark errichtet. Den Strom für IT und Gebäude soll eine vom Energieexperten CFC Solutions aus Ottobrunn bei Mänchen gebaute Brennstoffzelle liefern, die mit Biogas betrieben wird. Mit dem erzeugten Gas werden sie einen Großraum des Rechenzentrums komplett CO2-neutral betreiben. Dieses Ziel hat auch Strato im Blick. Anfang 2008 wechseln die Berliner als erster deutscher Groß- Web-Hoster zum badischen Stromerzeuger Naturenergie.