KI-Workloads und Energiekomplexität:
Künstliche Intelligenz (KI) hat sich rasant zu einer treibenden Kraft in vielen Branchen. Trotz ihres Potenzials ist KI jedoch mit einem erheblichen Energiebedarf verbunden. Das Training von KI-Modellen verbraucht enorme Rechenleistung, was häufig zu kurzzeitigen Spitzen mit hohem Energiebedarf führt und die Stromversorgungssysteme an ihre Grenzen bringt. Im Gegensatz zu herkömmlichen IT-Workloads mit konstantem Energiebedarf verursacht KI unvorhersehbare, hohe Lastspitzen, die Systeme mit schneller Anpassungsfähigkeit erfordern. Andererseits können Anlagen, die für diese schnellen Lastschwankungen schlecht gerüstet sind, einen raschen Geräteverschleiß und potenzielle Ausfallzeiten verursachen.
KI-Lastprofil
Für Rechenzentrumsbetreiber stellt dies sowohl eine technische Herausforderung als auch eine strategische Geschäftsnotwendigkeit dar. Die Aufrechterhaltung der Verfügbarkeit bei gleichzeitiger Skalierung von KI-Workloads kann über Wettbewerbsfähigkeit oder Rückstand entscheiden. Um diese Herausforderungen zu meistern, müssen Stromversorgungssysteme weiterentwickelt werden, um die Variabilität und Intensität KI-gesteuerter Rechenplattformen zu bewältigen.
Die Belastung der Stromnetze:
Angesichts des steigenden Energiebedarfs von Rechenzentren, insbesondere in Regionen mit geballter Dichte an Hyperscale-Anlagen, sind diese zu wichtigen Akteuren im Energieökosystem geworden. Erstens stoßen die Energieversorger an ihre Grenzen. Der Ausbau der Rechenzentrumskapazität verzögert sich häufig, da den lokalen Netzen schlicht die nötige Infrastruktur fehlt. Zweitens erfordert dieser Ausbau von den Betreibern nicht nur die Optimierung der internen Energieeffizienz, sondern auch eine aktive Rolle für die regionale Energiestabilität.
Wie kann die Branche diesem Problem begegnen? Netzinteraktive Lösungen wie unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) sind ein Teil der Antwort. Durch die Integration von Batteriespeichersystemen (BESS) in USV-Komponenten können Rechenzentren Energie in Schwachlastzeiten speichern und bei Spitzenlast wieder abgeben. Diese Funktionalität entlastet das Stromnetz und schafft gleichzeitig Möglichkeiten, gespeicherte Energie und fortschrittliche Energiemanagement-Steuerungen bedarfsgerecht zu nutzen. So wird die Netzstabilität durch einen dynamischen Ausgleich von Energieangebot und -nachfrage gewährleistet.
Hin zu Effizienz und Umweltverantwortung:
Der Energieverbrauch von Rechenzentren hat die Umweltbelastung deutlich gemacht und unterstreicht, dass umweltverträgliche Betriebsabläufe unerlässlich sind. Betreiber werden zunehmend hinsichtlich ihrer Scope-1- und Scope-2-Emissionen überprüft, weshalb die Anwendung von Verfahren zur Minimierung des CO₂-Fußabdrucks und von Energieverlusten von entscheidender Bedeutung ist.
Vertiv Trinergy:
Eine der vielversprechendsten Entwicklungen ist der Wechsel von ventilgeregelten Blei-Säure-Batterien (VRLA) zur Lithium-Ionen-Technologie (Li-Ion). Im Vergleich zu ihren Vorgängern bieten Lithium-Ionen-Batterien eine längere Lebensdauer, kürzere Ladezeiten und eine kompaktere Bauweise. Dies bedeutet weniger Austausch, weniger Ausfallzeiten und mehr Flexibilität bei der Installation. Der größte Vorteil von Lithium-Ionen-Batterien liegt jedoch darin, dass sie sich ideal zur Integration alternativer Energiequellen eignen und als Brücke dienen, die intermittierende Solar- oder andere Energiequellen in zuverlässige Notstromversorgung umwandelt.
Energieeffiziente Verteilsysteme, wie offene Stromschienen und Hochspannungs-Rack-Stromverteilung, sind entscheidend für die Bereitstellung höherer Leistungen, die Minimierung von Verlusten und die Maximierung der Effizienz. Betreiber setzen zudem auf intelligentere Strategien, beispielsweisemodulare Stromversorgungssysteme, die es Anlagen ermöglichen, die Stromversorgung schrittweise und ohne Betriebsunterbrechung zu erweitern. Diese Innovationen senken nicht nur die Betriebskosten, sondern tragen auch zu übergeordneten Umweltzielen bei.
Umsetzbare Perspektiven:
Die Erstellung eines übergeordneten Fahrplans und die Bewältigung dieser sich wandelnden Herausforderungen erfordern einen zukunftsorientierten Ansatz:
Für maximale Flexibilität entwickelt: Skalierbare und modulare Stromversorgungssysteme ermöglichen Infrastrukturwachstum parallel zu KI und anderen rechenintensiven Anwendungen.
Integrierte, fortschrittliche Energiemanagementlösungen: Ausfallsichere Energiemanagementsysteme (EPMS) liefern Echtzeit-Einblicke in den Energieverbrauch und ermöglichen so intelligentere Entscheidungen zur Leistungsoptimierung.
Zusammenarbeit mit Branchenführern: Die Zusammenarbeit mit erfahrenen Partnern, die sowohl technisches Know-how als auch ein breites Lösungsportfolio bieten, kann entscheidend sein.
Blick in die Zukunft
: Die Stromversorgung von Rechenzentren entwickelt sich zum zentralen Fokus für Energiemanagement und Technologieentwicklung; sie ist das Rückgrat der Zukunft der Branche. Die Anpassung an Trends wie KI-gesteuerte Anwendungen, Netzbelastung und steigende Umweltverantwortung erfordert von den Betreibern ein Umdenken in jeder Phase der Stromversorgung – vom Netz bis zum Chip.
Um mehr über die Innovationen zu erfahren, die diesen Wandel prägen, laden Sie das E-Book „The Data Center Power Train: Managing Power from the Grid to the Chip“ herunter und beginnen Sie damit, Ihr Rechenzentrum auf eine intelligentere, ressourceneffizientere Zukunft vorzubereiten.
Peter Panfil
Peter leitet die strategische Kundenentwicklung für den Geschäftsbereich Energie bei Vertiv. Er ist Experte darin, Kundenherausforderungen mit modernsten Energie- und Steuerungstechnologien zu lösen und dabei Verfügbarkeit, Skalierbarkeit und Effizienz zu gewährleisten, um den vielfältigen Anforderungen von Kunden und Umweltverantwortung gerecht zu werden. Peter verfügt über fundierte Kenntnisse von Energielösungen, die speziell auf die Bedürfnisse von KI-Anwendungen zugeschnitten sind, und befürwortet den Ansatz „Bring Your Own Power“ (BYOP) zur Reduzierung der Netzabhängigkeit. Mit über 30 Jahren Erfahrung im Bereich kritischer Infrastrukturen bekleidete er vor seiner jetzigen Position Führungspositionen, unter anderem als Vice President of Engineering und Vice President/Manager of AC Power. Er ist ein gefragter Redner auf Fachmessen, Konferenzen und in den Medien der IT-, Gebäude- und Ingenieurbranche und hat einen Beitrag zum 2024 erschienenen Buch „Greener Data Vol. 2“ veröffentlicht.
