20090506l Siemens Nachhaltige IT-Strategien

Rund 50.000 Rechenzentren gibt es in Deutschland. Jahr für Jahr steigt deren Leistung – und damit auch deren Stromverbrauch. Nachhaltige IT-Konzepte – die sich nicht allein auf energieeffiziente Hardware beschränken – können helfen, das Wachstum der Rechenleistung von dem der Umweltbelastung zu entkoppeln. Besonders in großen IT-Landschaften machen sie sich schnell bezahlt.

ehr Leistung, mehr Geschwindigkeit, mehr Nutzerkomfort: Sowohl privat als auch in der Arbeitswelt steigen die Ansprüche an die IT-Infrastruktur Jahr für Jahr. Doch kostenlos gibt es das alles nicht. Denn obwohl sich von 2000 bis 2006 die notwendige Energie für eine einzelne Recheneinheit – die Basis für jeden IT-Prozess – um 88 Prozent verringerte, fraß die Leistungssteigerung der Rechnerlandschaft diese Einsparung wieder komplett auf. Damit nicht genug: Der Stromverbrauch stieg im selben Zeitraum sogar um den Faktor 3,4, wie das Uptime Institute, ein Netzwerk von Rechenzentren-Betreibern in Nordamerika und Europa, ermittelte.

Prognose des Energieverbrauchs in Rechenzentren in Deutschland von 2008 bis 2013. (Quelle: Borderstep 2008)

Gefragt sind also sparsame Data Center. Dabei spielt auch die Nachhaltigkeit eine immer wichtigere Rolle, denn gerade IT-Landschaften verändern sich heute in rasender Geschwindigkeit. Notwendig sind deshalb Konzepte, mit welchen sich Systeme flexibel gestalten lassen, um auch künftigen Anforderungen gerecht zu werden. Standardisierte Lösungen und erweiterbare Anwendungen, wie beispielsweise SOA-basierte Applikationen, entscheiden über Aufwand und Kosten für IT-Leistungen in der Zukunft.

Ein grünes Kernelement sind unter anderem energieeffiziente Hardwaresysteme. Neue Servergenerationen mit Quad-Core- bis zu Hex-Core-Prozessoren erhöhen die Leistungsausbeute um den Faktor drei bis fünf. Solche modernen, energiesparenden Systeme mit viel Leistung reduzieren die benötigte Anzahl an Servern. Das spart sowohl Energie beim Betrieb der IT-Komponenten als auch bei der zugehörigen Infrastruktur. Denn jedes Kilowatt Strom, dass Server und Netzteile verbrauchen und in Wärme umwandeln, muss die Klimaanlage teuer und energieintensiv wieder abtransportieren. Weitere Maßnahmen, wie automatische CPU-Abschaltung und Standby-Betrieb, vergrößern die Einspareffekte weiter.

Mit der Gebäudetechnik lässt sich ebenfalls beachtlich Energie sparen. Auch wenn IT-Systeme heute effizienter als noch vor zwei bis drei Jahren gekühlt werden, erfordert das Herunterkühlen doppelt soviel Energie wie das Erwärmen. Moderne Klimatechnik, die beispielsweise Frischluft und Wärmerückgewinnung nutzt, reduziert deshalb besonders deutlich die für die Site-Infrastruktur notwendige Energie. Bauliche Maßnahmen, wie umfassende Dämmung und Isolierung sowie die Einrichtung verschiedener Klimazonen, unterstützen diese Zielsetzung.

Darüber hinaus ist die Virtualisierung von Rechenzentren eine wichtige Methodik, die Ressourcennutzung zu optimieren. Nach einer Studie der Experton Group von 2007 setzen bisher erst 15 Prozent der Unternehmen im deutschsprachigen Raum virtualisierte Server ein. Server ohne Virtualisierung werden in der Regel nur zu 20 bis 25 Prozent ausgelastet, da sie jederzeit so viel Leistung vorhalten müssen, dass sie sämtliche Lastspitzen abdecken können. Virtuelle Konzepte erlauben es, Kapazitäten effektiver zu nutzen und die Auslastung der einzelnen Systeme auf bis zu 50 Prozent zu steigern. In der Konsequenz führt das zu niedrigeren Stromkosten und geringeren CO₂-Emissionen. Darüber hinaus verringern sich generell Betriebs- und Wartungskosten und auch der administrative Aufwand nimmt ab.

Unternehmen wie beispielsweise Siemens haben die Herausforderungen künftiger IT-Landschaften schon lange erkannt. Von Lichtquellen und Antrieben über Gebäudetechnik bis hin zu umweltschonenden Produktionsverfahren ist der Münchner Konzern seit jeher stark auf umweltfreundliche Ansätze ausgerichtet. Das Umweltportfolio machte im Geschäftsjahr 2008 mit 19 Milliarden Euro rund ein Viertel des gesamten Umsatzes aus. In den kommenden Jahren rechnet das Unternehmen mit einer jährlichen Steigerung des Umweltgeschäftes um zehn Prozent – allein durch organisches Wachstum. 2008 sparten Unternehmen durch Siemens-Technik bereits insgesamt 148 Millionen Tonnen CO₂-Emissionen – so viel, wie New York, London und Hongkong zusammen jährlich an Kohlendioxid ausstoßen. Im Jahr 2011 sollen die kumulierten jährlichen Einsparungen bereits bei circa 275 Millionen Tonnen liegen. Die Modernisierung der hauseigenen Rechenzentren ist dabei ein wichtiges Element. Zusammen mit dem IT-Dienstleister Siemens IT Solutions and Services modernisiert der Konzern deshalb gerade seine IT-Infrastruktur. »Wir betreiben etwa 50.000 Server weltweit, etwa die Hälfte davon in Deutschland,« berichtet Karl-Heinz Kannenberg, Head of Data Center Consolidation & Assessment bei Siemens IT Solutions and Services. »In den kommenden Jahren werden wir sämtliche Rechenzentren konsequent grün ausrichten und nachhaltig modernisieren.«

Dazu konsolidierten die IT-Experten in den vergangenen Jahren bereits die Anzahl der deutschen Rechenzentren von 70 auf 30. Der zentralisierte Betrieb spart Betriebs- und Wartungskosten und erleichtert künftige Neuerungen. Im Zuge dessen tauschte der Dienstleister auch alte Hardware und Geräte der Gebäudetechnik gegen energieeffiziente Neuanschaffungen aus. »Mit diesen Maßnahmen konnten wir den Energieverbrauch unserer deutschen Rechenzentren um den Faktor fünf senken«, erläutert Peter Arbitter, Chief Technology Officer bei Siemens IT Solutions and Services.

Um den verfügbaren Platz in Rechenzentren besser zu nutzen, setzen immer mehr Betreiber auch auf High-Density-Racks. Sie ermöglichen es, Hardware effektiver anzuordnen und erlauben dadurch eine höhere Packungsdichte der Server. In Finnland besteht das Rechenzentrum von Siemens bereits zu zwei Dritteln aus solchen Hochleistungsracks. In Deutschland ist das Data Center von Siemens in Fürth Vorreiter bei der Einführung von High-Density-Zonen.

Mithilfe nachhaltiger IT-Konzepte konnte Siemens IT Solutions and Services den Verbrauch in den deutschen Rechenzentren der Siemens AG um bis zu 80 Prozent senken. (Quelle: Siemens 2008)

Auch die Kühlung wird konsequent umgestellt. Alle Rechenzentren werden künftig Freiluft zum Klimatisieren nutzen. An einigen Standorten, wie beispielsweise in München, kühlt Siemens sein Rechenzentrum sogar mit Grundwasser. Das ist effizienter, da Wasser ein besserer Wärmeleiter ist. In Österreich arbeitet das Unternehmen zudem im Rahmen eines Innovationsprojektes an einer CO₂-Kühlung. Das dort eingesetzte Kohlendioxid führt noch mehr Wärme ab und strömt wie Wasser in einem geschlossenen Kreislauf.

Darüber hinaus strukturieren die Ingenieure gerade die Softwareprozesse um. »Wir planen 60 bis 80 Prozent unserer Rechnerlandschaft zu virtualisieren«, erläutert Kannenberg. »Einerseits möchten wir damit reale Rechner einsparen. Andererseits arbeiten wir an einer Möglichkeit, virtualisierte Rechner zu betriebsarmen Zeiten abzuschalten und damit Ressourcen für andere Anwendungen freizugeben.«

Eine wichtige Messzahl für die Effizienz von Rechenzentren ist der »Power Usage Effectiveness«-Quotient (PUE). Er beschreibt das Verhältnis zwischen eingesetzter Energie und tatsächlich erbrachter Rechenleistung. Schon heute liegen die PUE-Werte der Siemens-Rechenzentren in Deutschland um gut ein Drittel niedriger als der weltweite Durchschnitt. Wenn es nach Kannenberg geht, sollen auch andere Zentren von den bisher gemachten Erfahrungen profitieren: »Unser Know-how mit grünen und nachhaltigen IT-Landschaften kann den Betreibern von Data Centern nutzen, eigene nachhaltige Rechenzentren zu etablieren. Die umwelttechnischen und wirtschaftlichen Anforderungen werden in Zukunft ganz sicher nicht geringer werden. Wer hier nicht vorausdenkt, wird in absehbarer Zeit Probleme haben.«

Siemens IT for Sustainability

- Green IT: Energieeffizienz durch sparsame Hardware und intelligente Gebäudekonstruktion sowie umweltfreundliche Produktion und Entsorgung

- Konsolidierung und Standardisierung: Zusammenführen von IT-Strukturen in zentralen Datenzentren

- Virtualisierung: Virtuelle Rechner bündeln auf leistungsfähigen Servern bisher verstreut laufende Applikationen; Thin Clients greifen über virtuelle Desktops auf zentrale Services zu

- High-Performance-Rechner: Austausch einer großen Serverlandschaft gegen wenige neue leistungsstarke Systeme

- Intelligentes Ressourcenmanagement: Nachhaltiges Energie-, Wasser-, und Verkehrsmanagement

Copyright © 2003-2010 ap Verlag GmbH