Nachhaltigkeit im Rechenzentrum

von Andreas Rockenbauch, Senior Client Manager EMEA - DataCenter bei Eaton

Der wachsende Energiebedarf von Rechenzentren rückt zunehmend ins Blickfeld der Öffentlichkeit. Die Betreiber stehen unter Druck, effizienter zu werden und mehr in Sachen Nachhaltigkeit zu tun. Die Messung der Power Usage Effectiveness allein reicht dabei nicht mehr aus, um ein Rechenzentrum zu beurteilen. Stattdessen werden neue, ganzheitliche Ansätze benötigt.

Traditionell wurde die Energieeffizienz von Rechenzentren mithilfe von Metriken wie der Power Usage Effectiveness (PUE) und der Data Centre Infrastructure Efficiency (DCiE) bestimmt. Angesichts der zunehmenden Komplexität und der wachsenden Herausforderungen in Bezug auf Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit, Effizienz, Skalierbarkeit, Flexibilität und Resilienz müssen Betreiber jedoch über diesen Standard hinausblicken und nachhaltige Lösungen in die Messung der Effizienz einbeziehen.

KI vervielfacht erforderliche Rechenleistung und Energieverbrauch

Generative KI und maschinelles Lernen sind wesentliche Treiber für das Wachstum des Rechenzentrumsmarktes. Gleichzeitig stellt dies jedoch eine Herausforderung für das Design und den Betrieb von Rechenzentren dar. Untersuchungen zeigen, dass der Datenbedarf von Generativen KI-Anwendungen bis 2028 zu einer fünfzigfachen Steigerung der weltweit verarbeiteten Workloads führen könnte. Dies stellt erhebliche Herausforderungen für die Nachhaltigkeit dieses Wachstums dar.

Die überarbeitete Energieeffizienzrichtlinie der EU, die im September 2023 veröffentlicht wurde, verpflichtet die Mitgliedstaaten, die Leistung von Rechenzentren zu überwachen. Eine auf EU-Ebene angesiedelte Datenbank soll Daten sammeln und Informationen über die Energieeffizienz und den Wasserverbrauch von Rechenzentren veröffentlichen. Darüber hinaus hat die Europäische Kommission ein Bewertungssystem für die Energieeffizienz und Nachhaltigkeit von Rechenzentren vorgeschlagen. Die Branche muss sich also auf strengere Vorschriften im Bereich Nachhaltigkeit vorbereiten.

Systemtechnische Ansätze zur Verbesserung von Effizienz und Nachhaltigkeit

Um steigende Rechenleistung mit Nachhaltigkeit in Einklang zu bringen, ist ein ganzheitlicher Ansatz erforderlich, der die Wechselwirkungen zwischen Technologie und Umweltauswirkungen betrachtet. Dies erfordert ein Umdenken bei Entwurf, Bau und Verwaltung von Rechenzentren.

Ein systemtechnischer Ansatz ist ein methodischer, multidisziplinärer Ansatz für das Design von Rechenzentren, der die Hardware-Elemente der Energieversorgung eines Rechenzentrums mit der Software-Ebene verbindet. So wird es möglich, die organisatorischen, preislichen und technischen Wechselwirkungen in komplexen Systemen auszubalancieren.

Dieser Ansatz ermöglicht es den Betreibern von Rechenzentren, sich auf die Gestaltung und Planung von Maßnahmen zu konzentrieren, die Probleme innerhalb der Energieinfrastruktur sinnvoll angehen. Dabei geht es darum, von der herkömmlichen Praxis des Mischens und Anordnens von Designs sowie des Einkaufs einzelner Funktionsblöcke von Komponenten abzurücken. Stattdessen wird die Gruppierung von Systemen betont, die von einer digitalen Schicht verwaltet werden und im gesamten Energiekreislauf nahtlos zusammenarbeiten. Dies führt zu einem abgestimmten, integrierten System, das wiederum bessere Leistung und höhere Wirtschaftlichkeit bietet.

Neue Metriken für ganzheitliche Bewertung

Historisch gesehen war PUE die Standardmetrik für die Beurteilung der Effizienz von Rechenzentren. Ein niedriger PUE-Wert bedeutete hohe Effizienz. Allerdings konzentriert sich PUE nur auf einen Aspekt des Betriebs eines Rechenzentrums und schließt dabei alle anderen aus. In der Tat gibt es mittlerweile mehrere neue Metriken. Beispielsweise bewertet WUE (Water Usage Effectiveness) den Wasserverbrauch eines Rechenzentrums, insbesondere im Bereich Kühlung, während CUE (Carbon Usage Effectiveness) die Umweltauswirkungen der CO₂-Emissionen eines Rechenzentrums bewertet. Obwohl die verschiedenen Elemente miteinander verbunden sind, haben sie jeweils ihre eigenen Auswirkungen auf die Herausforderungen, die die Betreiber bewältigen müssen. Beispielsweise könnte das Streben nach dem energieeffizientesten Rechenzentrum Auswirkungen auf den CO2-Fußabdruck und den Wasserverbrauch haben, indem es eine Brücke zwischen IT und OT schlägt.

Die Weiterentwicklung der Rechenzentrumstechnologie und der regulatorische Druck in Richtung Nachhaltigkeit haben eine Reihe neuer Herausforderungen mit sich gebracht, darunter Effizienz, Betriebsfähigkeit, Skalierbarkeit und Flexibilität. Eine neue oder zusätzliche Bewertungsebene ist daher neben PUE erforderlich. Ziel eines systemtechnischen Ansatzes ist es, ein ausgewogenes Ergebnis zu erzielen. Dies erfordert die Messung und Konsolidierung jedes einzelnen Aspekts, wobei einige Elemente stärker gewichtet werden als andere. Dabei ist eine digitale Plattform unerlässlich, um alle Messungen zusammenzuführen und die Wechselwirkungen jedes Aspekts zu berücksichtigen.

Zum Eaton Whitepaper