Im letzten Jahrzehnt hat sich der Bedarf an Rechenleistung mit der fortschreitenden Digitalisierung der Branche verzehnfacht. Gleichzeitig ist der Energiebedarf pro Gigabit in Rechenzentren heute zwölfmal geringer als vor zehn Jahren. Eine Studie des Borderstep Instituts und eco – dem Verband der Internetindustrie – kommt zudem zu dem Schluss, dass bis 2030 mit einer Reduzierung der CO₂-Emissionen von Rechenzentren um 30 % zu rechnen ist. Diese Entwicklung basiert auf Virtualisierung, der Optimierung von Heizung, Kühlung und Abwärmemanagement sowie dem Einsatz energiesparender Technologien. Um sicherzustellen, dass Rechenzentren heute und in Zukunft optimal aufgestellt sind, ist es notwendig, moderne Ansätze in nahezu allen relevanten Bereichen zu integrieren.
1. Sichere Stromversorgung und USV: Nachhaltigkeitspotenzial erschließen.
Kein Rechenzentrum ist ohne eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) vollständig. Bei einem Stromausfall übernehmen die Batterien der USV-Anlage vorübergehend die Stromversorgung, bis die Dieselgeneratoren anspringen. Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen werden heute neue Konzepte für Batterien und Batterieräume angewendet: Moderne, wartungsfreie Batterien werden mithilfe intelligenter Ladeelektronik kontinuierlich klimatisiert. Bei einem vollständigen externen Stromausfall können sie das Rechenzentrum für etwa zehn Minuten mit Volllast versorgen. Während dieser Zeit starten die Dieselgeneratoren und gewährleisten so eine längere Stromversorgung.
Energieeinsparung durch Gleichstrom:
Insbesondere Hyperscale-Unternehmen verfolgen in diesem Bereich eine interessante Strategie im Hinblick auf Nachhaltigkeit. Das USV-System wandelt externen Wechselstrom in Gleichstrom um, um die Notstrombatterien zu laden. Der positive Effekt: Die Verwendung von Gleichstrom reduziert Wärmeabgabe und Energieverbrauch deutlich. Üblicherweise wird Gleichstrom im Problemfall wieder in Wechselstrom umgewandelt, um die Computerhardware zu versorgen. Neuere Konzepte basieren jedoch darauf, im Rechenzentrum ausschließlich Gleichstrom zu nutzen und den energieintensiven Umwandlungsprozess zu eliminieren. Das Open Compute Project (OCP) und die Open19-Initiative zielen darauf ab, Ineffizienzen in Rechenzentren durch offene Spezifikationen und die Versorgung der Racks mit Gleichstrom zu beseitigen.
2. Sicherheit, Brandschutz und Klimatisierung:
In Rechenzentren gelten höchste Sicherheitsstandards – nicht nur zum Schutz vor Cyberangriffen, sondern auch für die Gebäudesicherheit, die Zugangskontrolle und die Systemredundanz. Der Brandschutz spielt eine entscheidende Rolle, da Energie fast nirgendwo sonst so konzentriert ist wie in einem Rechenzentrum. Daher sind ein dichtes Detektornetz und ein Frühwarnsystem für Brände ebenso wichtig wie eine Brandbekämpfungsanlage. Die Luft im Rechenzentrum wird permanent abgesaugt, und die Partikelkonzentration kann mittels Laserlicht gemessen werden. Im Brandfall flutet die Löschanlage das Rechenzentrum und erstickt so die Flammen. Gleichzeitig wird in der Regel automatisch die Feuerwehr alarmiert, und es werden Maßnahmen ergriffen, um den laufenden Betrieb aufrechtzuerhalten.
Nachhaltige Klimatisierung und Abwärmenutzung:
Die Klimatisierung spielt eine entscheidende Rolle, da Hardware nahezu 100 % der benötigten Energie als Wärme abgibt. Zudem können übermäßige Temperaturerhöhungen empfindliche Hardware beschädigen. Die Trennung von Warm- und Kaltgängen ist mittlerweile Standard. Neue Konzepte wie die Abwärmenutzung zielen darauf ab, die von der Rechenzentrumshardware erzeugte Wärme beispielsweise zur Beheizung anderer Gebäudeteile zu nutzen.
3. Rechenzentrumsinnenraum: Serverracks in intelligenter Architektur:
Die Wärmereduzierung wird häufig durch den Einbau eines Doppelbodens im Serverraum erreicht. Das Prinzip ist einfach: Die von den Servern abgeführte warme Luft wird von einem Umluftkühler angesaugt, durch einen Wärmetauscher gekühlt und anschließend zu den Racks zurückgeführt. Diese Luftzirkulation gewährleistet eine optimale Umgebungstemperatur im Herzen des Rechenzentrums, wo Server, Speichersysteme und Netzwerkkomponenten in standardisierten 19-Zoll-Racks untergebracht sind. Moderne Racks sind so flexibel und platzsparend wie möglich gestaltet, unterstützen eine hohe Portdichte, sind individuell an IT-Anwendungen anpassbar und bieten ausreichend Platz für die Verkabelung. Dies ist besonders wichtig angesichts der zunehmenden Nutzung von Spine-Leaf-Architekturen, die deutlich mehr Verkabelung erfordern als herkömmliche Ansätze. Die Möglichkeit der Racks, IT-Hardware für neue Anwendungen schnell und einfach auszutauschen, gewährleistet zudem Zukunftssicherheit.
4. Rechenzentrumsverkabelung: Strukturiert und ausfallsicher
. Passive Netzwerkkomponenten wie Kabel und Steckverbinder, die alle Systeme redundant untereinander und mit dem Internet verbinden, müssen die Nutzung von Kupfer- und Glasfasernetzen ermöglichen. Eine strukturierte, ausfallsichere Verkabelung sichert den Erfolg eines Rechenzentrumskonzepts und einen reibungslosen Betrieb und entspricht gleichzeitig den aktuellen Standards. Die Rechenzentrumstechnologie entwickelt sich ständig weiter. Daher muss die Verkabelung mit allen aktuellen und zukünftigen Kommunikationssystemen kompatibel und neutral sein – nicht nur hinsichtlich des Übertragungsprotokolls, sondern auch hinsichtlich der Endgeräte. Andernfalls besteht bei zukünftigen Änderungen an der Rechenzentrumsinfrastruktur das Risiko erheblicher Kosten.
Bereit für neue Datenübertragungsgeschwindigkeiten:
Datenübertragungsart, Übertragungsdistanz, Fasertyp und Steckverbinder müssen individuell ausgewählt werden. Insbesondere große Rechenzentren stehen vor einem steigenden Bedarf an Geschwindigkeit. Neue Verkabelungssysteme wie PreCONNECT® SEDECIM unterstützen die neue Übertragungsgeschwindigkeit 400GBASE-SR8 und ermöglichen Übertragungen von bis zu 100 Metern mit 400 Gbit/s.
Diese besonders hohen Zuverlässigkeitsanforderungen erfordern Steckverbinder höchster Qualität. Dazu gehört eine spezielle Oberflächenbehandlung, die die Steckverbinder schmutzabweisend und selbstreinigend macht und so Verbindungsprobleme verhindert.
