Energieeffizienz im Rechenzentrum: Mit der richtigen Hardware zum Erfolg

16.09.21 12:33 von Jan Mehlberg

RechenzentrumRechenzentren stehen Unternehmen rund um die Uhr zur Verfügung – und verbrauchen dabei viel Energie. Trotz aller Maßnahmen zu mehr Energieeffizienz steigt der Energieverbrauch in den Serverräumen weiter an. Im diesem Artikel geht es um die Ursachen für den genannten steigenden Energiebedarf und um Ansatzpunkte, wie Unternehmen die Energieeffizienz ihrer Rechenzentren durch Optimierung der Hard- und Software erhöhen können. In einem weiteren Artikel der Serie zeigen wir Ihnen welche Potenziale die Verbesserung der Infrastruktur und das Energiemanagement bieten. 

Steigender Energiebedarf trotz verbesserter Energieeffizienz

IT steuert immer mehr Arbeitsprozesse in Unternehmen und durchdringt zunehmend auch die privaten Haushalte. Entsprechend nimmt der Energiebedarf der Rechenzentren ständig zu. Trotz verbesserter Effizienz stieg der Energieverbrauch der Server und Rechenzentren in Deutschland von 2010 bis 2020 auf 16 Milliarden Kilowattstunden an. Nach Berechnungen des Borderstep Instituts für Innovation und Nachhaltigkeit entspricht das etwas 2,9 Prozent des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland.

Gegenläufige Entwicklung beim Energieverbrauch in Rechenzentren

Kostentreibende Energiefresser gibt es auf verschiedenen Ebenen. Noch verbraucht die Infrastruktur der Rechenzentren häufig mehr Strom als die Server selbst. Der Energiebedarf für Kühlung und eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) schlagen hier negativ zu Buche. Gerade im Bereich der Klimatisierung hat sich die Energieeffizienz der Rechenzentren in den vergangenen Jahren jedoch deutlich verbessert. Insbesondere neu gebaute Rechenzentren verfügen meist über effiziente Systeme zur Kühlung und zur unterbrechungsfreien Stromversorgung. Zudem liegt die empfohlene Raumtemperatur in modernen Rechenzentren häufig bei 25 °C oder mehr und damit deutlich höher als bei älteren Vorgängern. Das senkt den Energiebedarf für die Klimatisierung.

Dafür wächst in den Rechenzentren der Energieverbrauch für die eigentlichen IT-Komponenten: also für Speicher, Server und Netzwerk. Hauptursachen sind die immer höheren Rechenleistungen und der zunehmende Strombedarf durch Datenspeicherung. Cloud Computing und Big Data treiben den Stromverbrauch ebenso in die Höhe wie Anwendungen für mobile Endgeräte und Multimedia-Dienste. Forscher ermittelten, dass ein beruflich genutztes Tablet heute im Durchschnitt etwa fünfmal mehr Stromverbrauch im Rechenzentrum verursacht als am Endgerät selbst. In der Industrie lassen Entwicklungen wie das „Internet der Dinge“ und die Digitalisierung der Produktion den Energiebedarf kräftig steigen.

Prognose: Energiebedarf in Rechenzentren wächst weiter

Trotz immer höherer Energieeffizienz prognostizieren Forscher, dass der Energiebedarf der Rechenzentren in Deutschland bis 2025 auf über 20 Milliarden Kilowattstunden zunimmt. Allein dieser Anstieg entspricht der Stromerzeugung eines ganzen Kohlekraftwerks, errechneten Experten des Borderstep Instituts und des Fraunhofer-Instituts IZM.

Energieeffizienz im Rechenzentrum steigern

Der Stromverbrauch der Rechenzentren wird sich also weiter erhöhen, auch wenn der Anteil der Infrastruktur am Energiebedarf zurückgeht. Einsparpotenziale für Unternehmen, um Energieverbrauch von Rechenzentren zu senken, gibt es in allen Bereichen – ob bei der IT-Hardware und Software, der Infrastruktur des Rechenzentrums oder dem Energiemanagement.

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Energieeffizienz durch Optimierung der Hard- und Software

Nicht mehr benötigte Programme entfernen

Bis zu einem Drittel der Anwendungssoftware auf den Servern wird nicht mehr benötigt, schätzt das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU). Ein erster und einfacher Schritt, um die Energieeffizienz im Rechenzentrum zu steigern, ist: Identifizieren und entfernen Sie nicht mehr benötigte Applikationen. Allein diese Maßnahme senkt den Energieverbrauch von Servern und Rechenzentren in der Regel erheblich. Den Bedarf an Hardware-Ressourcen kann diese Maßnahme ebenfalls deutlich senken.

Effiziente Datenspeicherung

Gespeicherte Dateien belasten Server und Rechenzentren und sind verantwortlich für einen immer höheren Anteil an ihrem Energieverbrauch. Eine regelmäßige Überprüfung des Datenbestands und konsequentes Löschen nicht mehr benötigter Daten senken den Stromverbrauch im Rechenzentrum. Mehrfach vorhandene Daten sollten nur einmal gespeichert und gesichert werden (Deduplizierung). Die Nutzung virtueller Festplatten schöpft die Kapazität im Speichersystem flexibel und effizient aus und sorgt auf diese Weise für einen deutlich geringeren Energieverbrauch im Rechenzentrum.

Eine weitere Maßnahme ist eine effiziente Datenaufteilung (Storage Tiering). Dabei werden Daten je nach Häufigkeit der Zugriffe auf unterschiedliche Speicherebenen (Tiers) verschoben und auch alternative Speichermedien wie Magnetbänder genutzt. Moderne Archivierungssysteme erledigen dies automatisch.

Private Datennutzung begrenzen

Arbeitsplatzbezogene oder private Datennutzung beansprucht häufig einen hohen Anteil des Speichervolumens im Unternehmen. Das gilt besonders dann, wenn einzelne Mitarbeiter große Mengen an Foto-, Video- oder mp3-Dateien vorhalten, die in den Geschäftsprozessen nicht (mehr) benötigt werden. Sinnvoll ist deshalb, das mögliche Speichervolumen pro Mitarbeiter auf einen bestimmten Wert zu begrenzen.

Auswahl der Software

Schon bei der Anschaffung neuer Software sollten IT-Verantwortliche berücksichtigen, welche Hardware-Ressourcen sie beansprucht. Ein Austausch bereits vorhandener Anwendungssoftware kann ebenfalls die Hardware- und Energiekosten senken.

Energieeffiziente Hardware

Wer bereits beim Einkauf aller Komponenten auf deren Energieeffizienz achtet, reduziert den Energieverbrauch im Rechenzentrum für die nächsten Anwendungsjahre. Öko-Siegel wie „Energy Star“, „Blauer Engel“ oder „Ecolabel“ helfen bei der Orientierung.  

Green IT

Eine systematische Green-IT-Strategie reduziert den Energieverbrauch in Unternehmen deutlich. Lesen Sie mehr darüber in unserem Blog-Artikel „Green IT: 10 Tipps, um die Energiekosten im Unternehmen zu senken“. Dort zeigen wir, welche Maßnahmen die Kosten spürbar reduzieren und wie sie sich im Unternehmen durchführen lassen.

Fazit

Geeignete IT-Hard- und Software kann die Energieeffizienz im Rechenzentrum deutlich steigern. Besonders das Entfernen nicht mehr benötigter Programme kann spürbar zur Verbrauchssenkung beitragen. Auch eine effiziente Datenspeicherung, die gezielte Auswahl der Software und der Einsatz energieeffizienter Hardware sind wichtige Ansatzpunkte. Last but not least sollten Unternehmen ein Auge auf die private Datennutzung haben.

Lesen Sie in einem weiteren Artikel, welche Potenziale Ihnen die Verbesserung der Infrastruktur und der Einsatz eines Energiemanagements für die Steigerung der Energieeffizienz im Rechenzentrum bieten. Jetzt weiterlesen!

Themen: Digitalisierung, Energieeffizienz

Jan Mehlberg

Autor: Jan Mehlberg

Jan Mehlberg absolvierte ein Maschinenbaustudium mit der Fachrichtung Energietechnik an der TU Dresden. Bei der DNVGL betreute er als Engineer Versorgungsprojekte bei Stadtwerken und in der Industrie von der ersten Konzeptidee bis zur Bauleitung. Ab 2015 war er als Gruppenleiter Projektentwicklung für industrielle Medienversorgung aktiv. Seit Mai 2019 verantwortet er den Business-Kunden Vertrieb im Bereich Nord- und Ostdeutschland bei der MVV Enamic.

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