20090102zzi Equinix Zukunftsorientierte RZ-Strategien

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Rechenzentren

Zukunftsorientierte Strategien

Für die zukunftsorientierte Strategie beim Rechenzentrumsbetrieb spielt die Stromversorgung und der bewusst wirtschaftliche Umgang mit der Ressource Energie, eine entscheidende Rolle.

in existentes Rechenzentrum ist in seiner baulichen Substanz, aber nicht in seiner technischen Ausstattung und den erforderlichen Versorgungseinheiten ein statisches Gebilde. Die hohen Anforderungen an die Sicherheit der Daten in Bezug auf redundante Anbindung und Stromversorgung von Rechenzentren haben sich nicht geändert. Sie gehören zu der Basisausstattung eines professionellen Rechenzentrums, die den Kunden per Service Level Agreements (SLA) zugesichert wird. Heute und in der Zukunft spielen wirtschaftliche Faktoren eine zunehmend größere Rolle für den Betrieb und die Planung von Rechenzentren.

Ein bestimmender Faktor für eine Bewertung der Wirtschaftlichkeit ist der Energieverbrauch. Rechenzentren benötigen mit der hohen Anzahl an laufenden Servern und Kühlungseinheiten entsprechend viel Strom. Diese Größe muss für die Planung des Strombedarfs in gestaffelten Zeiträumen hochgerechnet werden, um die Versorgung durch Verträge mit den Energieversorgern zu sichern und die Betriebskosten für die Finanzplanung zu antizipieren. Dabei kommen Erfahrungs- und Messwerte zum tragen. Für den Betrieb eines Rechenzentrums wird der Strombedarf für die IT-Installationen und die Klimaeinheiten als Durchschnittsgröße festgehalten. Es gibt eine Verlustleistung, auch in Kilowatt gemessen, die den Unterschied zwischen der vom Versorger gelieferten Eingangsleistung und der Ausgangsleistung zur IT selbst bestimmt. Von der Einspeisung bis zur Ausgangsleistung entsteht immer eine gewisse Verlustleistung, beispielsweise durch den Verbrauch von elektrischen Stromquellen wie Licht, Kaltwasserpumpen, Aufzügen, Überwachungselektronik, Brandfrüherkennung und anderen, für den Betrieb erforderlichen Installationen in dem gesamten Rechenzentrum.

Die Kernfrage lautet: Was kommt an Strom bei den Servern an, wie viel Strom ist darüber hinaus für die Klimatisierung und sonstige Versorgungseinheiten, abhängig von der Ausstattung eines Rechenzentrums und dessen Fläche, erforderlich? Professionelle Rechenzentrumsbetreiber ermitteln ihren Effektivitätsquotienten als Power Efficiency Factor (POE) oder Site Efficiency Factor (SEF). Bei der Berechnung dieses Wertes teilt man eingehende Stromeinheiten durch die an den Verbrauchsstellen, hier den Servern, ankommenden Stromeinheiten. Dieser Quotient gibt die tatsächliche Effektivität des Energieverbrauchs in einem Rechenzentrum wieder.

Es gibt unterschiedliche Abrechnungsmodelle mit den Outsourcing-Kunden für den Energieverbrauch. Das gängigste Model ist die Abrechnung von Energiekosten, zu denen als Aufschlag der errechnete POE oder SEF addiert wird. Ein anderes Model beinhaltet zudem die Abschreibung und Wartung der Versorgungseinrichtungen als Aufschlag auf die Energiekosten. Aus diesen Komponenten, Einkaufspreis beim Energieversorger, dem individuellen POE oder SEF und in einigen Fällen einem Aufschlag für Abschreibung und Wartung, wird der Verkaufspreis für den Strom an die Kunden bestimmt. Die Stromkosten selbst setzen sich aus mehreren Komponenten zusammen: dem Arbeits- und Leistungspreis, den Durchleitungsgebühren für die allgemeine Strominfrastruktur der deutschen Netzbetreiber, dem Kraftwärmekopplungsgesetz (KWKG), den Richtlinien für erneuerbare Energien (EEG) und der Stromsteuer.

Rechenzentrumsbetreiber müssen die Kosten, die sie in der mittelbaren Zukunft für den Stromeinkauf haben, a priori kalkulieren. Für die kommerzielle Betrachtung dient die Ist-Analyse der Verbrauchsdaten aus den vorherigen 12 Monaten. Kalkulatorische Grundlage für die Ermittlung der Betriebskosten ist zudem die zu planende Serverdichte in den Co-Locationsflächen und der zu erwartende Füllungsgrad. Es gibt saisonale Effekte, die den Stromverbrauch variieren lassen. Die unterschiedliche Außentemperatur zu verschiedenen Jahreszeiten muss über die Klimaanlage ausgeglichen werden. Diese Zahlen werden mit einer planerischen Grundlage kombiniert. Darüber hinaus müssen Folgeinvestitionen in die gesicherte Stromversorgung als Gemeinkosten umgelegt werden. In dem Zusammenhang ist die operative Analyse des Rechenzentrumsbetriebes essentiell.

Effektivität eines Rechenzentrumsbetriebs

Gibt es etwaiges Optimierungspotential? Wie modular ist die Klimaleistung geplant? Wie gestaltet sich die Strombedarfsplanung kurzfristig im nächsten Jahr, mittelfristig in den nächsten drei Jahren, bis langfristig in fünf Jahren? Welche Preissteigerungsrange ist beim Einkauf zu erwarten? Muss investiert werden, zum Beispiel in eine andere Servergeneration, die mit effizienteren Netzteilen arbeitet? Welcher Einfluss besteht, wenn Kunden ihre Server austauschen, in Bezug auf eine Variation des kalkulierten Stromverbrauches? Kann der Stromverbrauch durch eine Kaltgang-/Warmgang-Einhausung, je nach Bedarf bei den Serverreihen und Flächen reduziert werden, denn kalte Luft kann sich ohne Separierung der Gänge mit warmer Luft mischen, so dass die Temperatur steigt und die Klimaanlage mehr Strom verbraucht? Blade- oder Serverschränke, die mit mehr als 12 KVA (Kilo-Voltampere) betrieben werden, sollten in einem separaten Bereich des Rechenzentrums mit getrennter Kälteinfrastruktur (Verrohrung) installiert sein. Hier kann eine spezielle Wasserkühlung eingesetzt werden.

Die Platzierung der Server muss unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten modular und anforderungskonform geplant werden. Alle Serverschränke, aber definitiv die mit einer Nutzleistung ab 3 KVA sind in einer Kalt/Warmgang-Aufstellung anzuordnen. Das kann zu Energieeinsparung bis zu 30% führen. Mit diesen konzeptionellen Fragen gilt es sich für die zukünftige Strategie und Bedarfsplanung für ein Rechenzentrum zu befassen.

Versicherungsgestaltung ist eine strategische Maßnahme

Zu den langfristigen Strategien und dem Risikomanagement für ein Rechenzentrum gehört eine adäquate Sachversicherung. Wie oft erlebt man, dass eine Versicherung im konkreten Schadenfall widerwillig und wenn ihr möglich, nur anteilig wegen des Kleingedruckten im Vertrag oder weil genau dieser Fall nicht festgelegt ist, für den Schaden aufkommt. Bei einem Rechenzentrum greift zudem noch, ob dieses Sachgut in der vorgegeben und sicherheitsrelevanten Art und Weise im Einsatz war. Um die vertraglichen Rahmenbedingungen den realen Gegebenheiten und rechtlichen Vorgaben der Versicherung anzupassen, ist es sinnvoll, schon in der Planungsphase die Spezialplaner und Repräsentanten der Versicherung zusammenzubringen. Damit ist auch gewährleistet, dass Brandschutzmaßnahmen konform zu den Anforderungen der Versicherung implementiert werden. Es gibt von der VdS, einem Unternehmen des Gesamtverbandes der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV), zur Schadensverhütung Empfehlungen, die berücksichtigt werden sollten.

Versicherungsgeber und -nehmer müssen gemeinsam eine angemessene Deckungssumme definieren, mit einer klaren Vereinbarung, auf welcher Basis der Sachversicherer bereit ist, das Risiko zu decken. Der Rechenzentrumsbetreiber muss die Ausstattung und Vorkehrungen so umsetzen, dass Vorgaben und Empfehlungen der Versicherung erfüllt sind und diese durchgängig während des gesamten Betriebes eingehalten werden, damit diese im Ernstfall auch zahlt. In dem Zusammenhang trägt der Rechenzentrumsbetreiber die Mitverantwortung für die Einhaltung der Vorgaben in separaten Kunden-Suiten. Bei Personenschäden besteht für Rechenzentrumsbetreiber unbeschränkte Haftung. Das kann zur Liquidation des Geschäftsbetriebes führen. Um Risiken und Kosten zu minimieren, ist es also wichtig, frühzeitig in der Planungsphase Experten, wie Fachplaner, Elektromeister und Spezialplaner für die Gewerke zur langfristigen strategischen Absicherung einzubeziehen. Auch hier hat die Art der Stromversorgung Einfluss in Bezug auf potenzielle Schwellbrandherde. Diese von Anfang an regelkonform und sicher zu planen und zu verlegen, hat zudem einen positiven Effekt auf die Höhe der Versicherungsprämie.

Für Equinix ist Sicherheit im Rechenzentrum die oberste Maxime, um Kunden die hohe Verfügbarkeit zu gewährleisten. Equinix ist als Rechenzentrumsbetreiber seit langem zertifiziert. Alle Rechenzentren, auch die, die in den letzten 10 Jahren im Zuge der Expansion und durchschnittlichem jährlichen Wachstumsrate von 30% und damit einhergehendem Flächenbedarf zugekauften Lokationen, entsprechen nach Umrüstung diesem hohen Standard.

Virtualisierung ist ein Trend in der IT-Welt

Nicht nur Serverhardware wird dezentral betrieben, auch die Anwendungen werden zunehmend über mehrere Standorte verteilt, also virtualisiert. Das bedeutet für Rechenzentrumsbetreiber Neugeschäft. Equinix sieht hier die Herausforderung, die vorhandene Rechenzentrumsfläche optimal auszulasten. Dazu sind High Density Racks im Einsatz, die weniger Fläche benötigen und eine höhere Packungsdichte erlauben. Die gleiche Leistung wird mit weniger Flächenbedarf erbracht. Für die Virtualisierung der Anwendungen ist es wirtschaftlich sinnvoll, die Rechnerleistung möglichst geschickt zu verteilen, um die Effizienz zu steigern. Das Team bringt für die Kunden, die diese Anwendungen für Dritte hosten oder selbst nutzen, große Beratungskompetenz ein. Das Unternehmen betreibt 44 Rechenzentren weltweit, davon 5 in Deutschland und bietet seit Jahren Rechenzentrumsdienstleistungen -allein in Deutschland für über 300 Kunden an. Die Steigerung der Effizienz der IT ist das gemeinsame Ziel. Indirekt hat diese Maßnahme auch einen positiven Einfluss auf den Energieverbrauch. Eine genaue Analyse, welche Anwendungen, wann, wofür und in welcher Intensität auf einem Rechner laufen, ist die Basis, anhand derer evaluiert wird, welche Anwendungen tatsächlich gebraucht werden. Die Auslastung wird so optimiert, dass nur relevante Anwendungen laufen und die übrigen reduziert werden. Die Anwendungen werden zudem auf verschiedene Rechner verteilt, um Stromkosten zu sparen.

Resümee

Für die zukunftsorientierte Strategie beim Rechenzentrumsbetrieb spielt die Stromversorgung und der bewusst wirtschaftliche Umgang mit der Ressource, Energie, eine entscheidende Rolle. Dabei gibt es keine, für alle Rechenzentren einheitlich geltenden Regeln oder Strategien, denn Berechnungsgrößen und Einflussfaktoren, wie die zuvor aufgezeigten, sind für jedes Rechenzentrum unterschiedlich. Der gemeinsame Nenner ist die angestrebte Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit in Bezug auf die Sicherstellung der Versorgung. Die Erfahrung und Verantwortung der Rechenzentrumsbetreiber ist gefragt, um weder unnötige Kosten noch Ausfallrisiken auf die Outsourcing-Kunden im Rechenzentrum zu verteilen.

Jörg Rosengart

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Jörg Rosengart, Geschäftsführer Equinix (Germany) GmbH

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