Unternehmen, die ihre CO2-Bilanz verbessern möchten, konzentrieren sich häufig zuerst auf den Stromverbrauch in Einrichtungen und Büros. Aber auch in der IT kann viel getan werden, um den Stromverbrauch zu reduzieren. Jedes in der IT eingesparte Kilowatt kann zu einer Einsparung von mehreren Kilowatt beim Stromverbrauch der Einrichtung führen. Das ist doch ein guter Ausgangspunkt.
Wenn der Stromverbrauch der größte wiederkehrende Kostenfaktor in einem Rechenzentrum ist, welche Entscheidungen können IT-Experten dann in Bezug auf Prozesse, Software und Hardware treffen, um den Verbrauch zu reduzieren und die Effizienz auf betrieblicher Ebene zu steigern?
An welcher Stelle in einem Rechenzentrum wird Strom verbraucht?
Sehen wir uns zunächst einmal an, an welcher Stelle in einem Rechenzentrum – dem Herzstück der IT – eigentlich Strom verbraucht wird. Rechenzentren verbrauchen etwa 1,8 % des Stroms in den USA. Dieser Strom wird unter anderem von folgenden Komponenten verbraucht:
- Server, deren Stromverbrauch durch schnellere Prozessoren und Speicher immer weiter zunimmt.
- Beschleuniger, die immer größer und heißer werden. Beschleunigerkarten der Spitzenklasse können pro Stück Hunderte Watt verbrauchen.
- Netzwerk-Switches, die mit zunehmender Geschwindigkeit des Netzwerks immer mehr Strom verbrauchen.
- Storage, der bis vor kurzem noch hauptsächlich in Form von Festplattenlaufwerken (HDDs) bereitgestellt wurde.
- Kühlung, die dazu dient, die Wärme aus dem ständig steigenden Strombedarf dieser Komponenten abzuleiten.
Dies sind die größten Stromverbraucher im Rechenzentrum. Für jedes in einem Rechenzentrum verbrauchte Watt entsteht die entsprechende Menge Wärme, die aus dem Rechenzentrum abgeführt werden muss. Dabei ist die Klimatechnik in Rechenzentren wesentlich komplexer als bei einer Klimaanlage in einem Eigenheim. Diese spezialisierten Systeme bestehen meist aus Kühltürmen, Kältemaschinen, Wasserpumpen und Inneneinheiten, die alle über komplexe Systeme miteinander interagieren (und selbst eine ganze Menge Strom verbrauchen).
Die Effizienz eines Rechenzentrums wird mit dem PUE-Wert (Power Utilization Efficiency) angegeben, der anhand einer Formel berechnet wird, bei der der Stromverbrauch der Einrichtung insgesamt durch den Stromverbrauch der IT-Systeme dividiert wird.
Wie funktionieren Kühlsysteme in Rechenzentren?
Der Mitte der 1990er-Jahre entwickelte Objekt-Storage wurde vor allem zur Lösung des Problems der Skalierbarkeit entwickelt. Bei herkömmlichen Datei- und Block-Storage-Lösungen, die viel früher entwickelt wurden, ist nicht vorgesehen, dass Rechenzentren normalerweise nie abgeschaltet werden. Und schon gar nicht die Rechenzentren, von denen wichtige Infrastrukturen abhängig sind. Das bedeutet, dass der Strom rund um die Uhr eingeschaltet sein muss, was eine konstante Wärmequelle darstellt. Dies erfordert langlebige, zuverlässige und leistungsfähige Kühlsysteme zur Wärmeregulierung der IT-Systeme, die viel empfindlicher auf Temperaturschwankungen reagieren als der menschliche Körper. Zum Sicherstellen von optimalen Temperaturen und ausgeklügelten Interaktionen zwischen Komponenten ist eine intelligente, effiziente und präzise Technik erforderlich.
In Rechenzentren werden unter anderem folgende Kühlsysteme eingesetzt:
- Offene Luftkühlsysteme
- Geschlossene Luftkühlsysteme (auch als Warmgang- oder Kaltgangeinhausung bezeichnet)
- Systeme für direkte Flüssigkeitskühlung
- Immersionskühlsysteme
Diese Systeme, zu denen folgende gehören, werden in der Regel in Konfigurationen bzw. Kühlstrategien eingesetzt, die den Spezifikationen des jeweiligen Rechenzentrums entsprechen:
- Raumkühlung
- Gangkühlung
- Reihenkühlung
Inwiefern kann die IT zu einer Reduzierung des Stromverbrauchs im Rechenzentrum beitragen?
Das Rechenzentrum ist immer von den Anforderungen der IT abhängig und umgekehrt. Daher kann eine verbesserte IT-Effizienz IT-Teams bereits helfen, das Problem an der Wurzel zu packen. Dabei bieten sich unter anderem folgende Strategien an:
- Übersicht über den Stromverbrauch der einzelnen Geräte mittels Überwachung und KI-Optimierung.
Durch Überwachung lässt sich feststellen, wie viel Strom von verschiedenen Geräten verbraucht wird. Die meisten Anbieter können hier sehr genaue Zahlen liefern.
Pure1® gibt nun Storage-Adiministratoren ein Werkzeug an die Hand, mit dem sie die Effizienz und den CO2-Ausstoß im eigenen Rechenzentrum nachverfolgen können. Pure1 stellt ein Dashboard mit Überwachungsfunktionen bereit, mit denen die aktuellen CO2-Emissionen im Rechenzentrum angezeigt werden.
- Wechsel von Platten- zu Flash-Laufwerken.
Plattensysteme sind eine der größten Quellen für den Stromverbrauch beim Daten-Storage.
Der einzige Bereich, in dem der Stromverbrauch nicht steigt, sondern sogar sinkt, ist die Storage-Technologie – Flash sei Dank. Storage ist eine der wenigen Technologien, bei der wir als Branche den Stromverbrauch eines Rechenzentrums senken und gleichzeitig für mehr Performance, Dichte und Effizienz sorgen können.
Bisher vollzieht sich dieser Wechsel im Vergleich zu Endverbrauchergeräten langsam, vor allem in Hyperscale-Rechenzentren. Aber immerhin: er findet statt. Die neuen Flash-Generationen sind pro Terabyte weitaus effizienter als rotierende Platten. Und kein anderer Storage-Anbieter ist dabei so erfolgreich wie Pure Storage® und die hocheffiziente DirectFlash®-Technologie. DirectFlash ist ein Konzept zur Verwaltung von Flash-Medien auf Systemebene, statt auf Laufwerksebene.
Mit FlashArray//XL™ bringt Pure DirectFlash-Module mit integriertem nichtflüchtigem RAM auf den Markt. Diese haben einen geringeren Platzbedarf im Rack, da das Array-Gehäuse keine speziellen NVRAM-Slots mehr enthält. Darüber hinaus bietet das größere 5-HE-Gehäuse des FlashArray//XL mehr Platz für Lüfter und Luftstrom und damit eine bessere Kühleffizienz.
- Mehrstufige Bunkerarchitektur.
Eines der hilfreichsten Konzepte ist das einer mehrstufigen Backup-Architektur. Bei diesem Konzept können heiße, warme oder kalte Daten-Snapshots getrennt werden. In reinen Datenbunkern können große Datenmengen, die nicht sofort benötigt werden, sicher gespeichert werden.
Beitrag zu einem Beispiel einer mehrstufigen Bunkerarchitektur, die mit Pure erstellt werden kann >>
- Datenreduktion bei Anwendungs- und Analyse-Workloads.
Redundante Daten können einerseits notwendig sein, andererseits für Ressourcen im Rechenzentrum jedoch auch eine Belastung darstellen. Und wenn die IT-Abteilung nicht effizient festlegt, welche Daten gespeichert werden und warum, kann auch das Rechenzentrum nicht effizient arbeiten. Laut dem Worldwide IDC Global DataSphere Forecast werden bis zum Jahr 2025 etwa 60 % der Storage-Daten inaktive, sogenannte kalte Daten sein. Wenn effizientere Möglichkeiten zum Speichern von Daten gefunden werden, können dadurch Rechenzentren entlastet werden.
Sie wissen, wie sich Datenreduktionssoftware, Kompression und Deduplizierung auf die Gesamtbetriebskosten und Wirtschaftlichkeit auswirken können. Dabei spielt aber auch die Effizienz eine Rolle. Stellen Sie sich das als die Anwendung selbst und die für eine bestimmte Anwendung benötigte Energiemenge vor. Je mehr wir dafür tun können, diese zu reduzieren, umso weniger Systeme müssen wir einsetzen und umso effizienter wird das Ganze. Eine proaktivere Deduplizierung kann zudem auch zu einer erheblichen Reduzierung von elektronischen Abfällen beitragen, nicht nur bei Storage-Systemen, sondern auch bei Systemen rund um Storage-Arrays.
Überprüfen Sie die Richtlinien für die Aufbewahrung und Löschung von Daten, um sicherzustellen, dass das, was gespeichert wird, notwendig ist und den Vorschriften entspricht >>
- Kleinerer Storage-Footprint zur besseren Kühlung der Racks.
Durch den Einsatz von Racks und Storage-Systemen mit kleinerem Footprint und geringerem Kühlungsbedarf werden Kühlsysteme entlastet.
Eine höhere Dichte der Storage-Systeme kann sich ebenfalls auswirken. Mit FlashBlade//S™ lassen sich im Hinblick auf KPIs (Key Performance Indicators), Platzbedarf und Leistungskennzahlen wie nutzbare Kapazität pro Watt, Durchsatz pro Watt und nutzbare Kapazität pro Rack-Einheit extrem effiziente Ergebnisse erzielen. Dadurch können Unternehmen neue Umwelt- und Nachhaltigkeitsziele leichter erreichen.
„Wir bei Pure entwickeln Systeme, die drei-, vier-, fünf- und manchmal zehnmal dichter sind als die der Konkurrenz. Wenn wir einen Storage für ein Petabyte bereitstellen können, der von fünfmal weniger Dingen umgeben ist, ist dieses System deutlich effizienter“, so Rob Lee, CTO, Pure Storage.
Erfahren Sie, wie moderne Storage-Systeme den Stromverbrauch im Rechenzentrum ausgleichen können >>
- Arbeiten Sie mit Anbietern zusammen, die auch den Kohlenstoffausstoß und ESG-Initiativen überwachen und darüber berichten..
Die IT-Lieferkette besteht häufig aus verschiedenen Anbietern und Partnern, die je nach Design, Lieferfähigkeit und Effizienz gewählt werden können. Ihre IT-Lieferkette ist somit nur so grün wie die Anbieter und Partner, mit denen Sie zusammenarbeiten.
Mit Pure FlashArray™ lässt sich der Energieverbrauch um bis zu 80 % im Vergleich zu All-Flash-Systemen senken. Dieser Wert fällt im Vergleich mit rotierenden Platten noch deutlicher aus. Neue Ansätze bei der Storage-Technologie können eine gute Möglichkeit zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes und der Teilnahme an ESG-Initiativen darstellen.
Erfahren Sie, wie wir bei Pure mit unseren Partnern zusammenarbeiten, damit Kunden ihre Nachhaltigkeitsziele erreichen >>
Mehr IT-Effizienz dank Pure Storage
Object-Storage ist ein Storage-Format, bei dem Daten in diskreten Einheiten, „Objects“ genannt, gespeichert werden. Jede Einheit hat eine eindeutige IF bzw. einen eindeutigen Schlüssel, mit der oder dem sie gefunden werden kann, ganz gleich wo sie sich befindet. „Was wir mit DirectFlash in QLC und darüber hinaus tun, setzt bei den Rohmedien eine erhebliche Effizienz frei, die sonst niemand in der Branche erzielt“, so Pure CTO Rob Lee. Moderne Storage-Systeme sind nachweislich in der Lage, den Stromverbrauch im Rechenzentrum zu senken – aber das ist noch nicht alles. Das Pure-Storage-Portfolio enthält ein revolutioniertes Storage-System mit den Funktionen für all die oben beschriebenen Strategien. Dazu gehören folgende:
- Die DirectFlash-Technologie sorgt für eine beispiellose Dichte und Effizienz von Flash-Storage und damit für erhebliche Energieeinsparungen. In nur drei Rack-Einheiten kann FlashArray™ mehr als 1,3 PB effektive Kapazität bereitstellen.
- Die speziell für Flash-Storage entwickelte Software sorgt für zuverlässigere Produkte und eine längere Lebensdauer, wodurch sich elektronische Abfälle drastisch reduzieren lassen.
- Durch die Reduzierung von Always-On-Daten wird die Storage-Effizienz weiter verbessert und damit der effektive Stromverbrauch ohne Leistungseinbußen gesenkt.
- Dank der Performance und Einfachheit ist es Kunden möglich, ihre IT-Umgebung zu konsolidieren, ihren Storage-Footprint insgesamt zu reduzieren und eine höhere Auslastungs- und Wiederverwendungsrate zu erzielen.
Erfahren Sie mehr darüber, wie die Produkte von Pure nicht nur in der IT, sondern im gesamten Unternehmen zu mehr Umwelteffizienz beitragen.
