„Der Rechenzentrumssektor wächst rasant, da immer mehr Anwendungen Rechenleistung und Speicherplatz benötigen, was zu einem rapiden Anstieg des Energie- und Wasserverbrauchs in Rechenzentren führt. Die Branche hat erkannt, dass die konsequente Verfolgung von Energie- und Wassereffizienz entscheidend für den zukünftigen Erfolg und das Überleben ist“, sagte Giordano Albertazzi, Chief Operating Officer und Präsident für Amerika bei Vertiv. „ Verschärfte Regulierungen sind unausweichlich und werden zu bedeutenden Innovationen in unserem Sektor führen. Der Prozess ist nicht immer einfach oder geradlinig, aber mit der Unterstützung erfahrener Rechenzentrumspartner und innovativer Lösungen, die Veränderungen antizipieren und gleichzeitig die stetig wachsenden Anforderungen von Rechenzentrumsanwendungen erfüllen können, lassen sich Fortschritte erzielen.“

Fortschritte im Chipdesign und in der Chipfertigung, die den Stromverbrauch von Servern in den ersten 15 Jahren der 2000er-Jahre begrenzten, sind in den letzten Jahren an ihre Grenzen gestoßen. Seitdem ist der Energieverbrauch von Servern sprunghaft angestiegen. In einem aktuellen Bericht mit dem Titel „ Silicon Heatwave: The Looming Change in Data Center Climates“zitiert das Uptime Institute Daten der Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC), die einen Anstieg des Serverstromverbrauchs um 266 % seit 2017 belegen. Dieser dramatische Anstieg ist einer der verschiedenen technischen und marktbezogenen Faktoren, die den Fokus auf Umweltbewusstsein und Nachhaltigkeit in mehreren der von Vertiv-Experten identifizierten Trends für 2023 lenken. Diese Trends sind:

Rechenzentren sehen sich zunehmend strengen Regulierungen ausgesetzt

Der zunehmende Druck, den Energie- und Wasserbedarf der Verbraucher zu decken, zwingt Regierungen auf allen Ebenen, Rechenzentren und ihren übermäßigen Ressourcenverbrauch genauer unter die Lupe zu nehmen. Schätzungen zufolge verbrauchen Rechenzentren bis zu 3 % des weltweiten Stromverbrauchs ; bis 2030 wird dieser Anteil voraussichtlich auf 4 % steigen. Ein durchschnittliches Hyperscale-Rechenzentrum verbraucht 20–50 MW pro Jahr; theoretisch genug Strom, um bis zu 37.000 Haushalte zu versorgen.

In einigen Regionen ist dies bereits Realität. Dublin, Irland, und Singapur haben Maßnahmen ergriffen, um den Energieverbrauch in Rechenzentren zu kontrollieren, und ihr Wasserverbrauch, insbesondere in dürregefährdeten Gebieten, dürfte ähnliche Kontrollen. Laut dem US-Energieministerium liegt die Wassernutzungseffizienz (WUE) eines durchschnittlichen Rechenzentrums mit Verdunstungskühlung bei 1,8 Litern pro Kilowattstunde (kWh). Ein solches Rechenzentrum kann 11 bis 18 Millionen Liter Wasser pro Tag– vergleichbar mit dem Wasserverbrauch einer Stadt mit 30.000 bis 50.000 Einwohnern. Die Branche wird weiterhin Selbstregulierungs- und Mäßigungsmaßnahmen ergreifen – wie beispielsweise eine zunehmende Präferenz für umweltfreundliche Wärmekonzepte –, doch wird ab 2023 mit einer verstärkten behördlichen Aufsicht gerechnet.

Hyperscale-Rechenzentren und andere setzen auf Standardisierung

Laut einer aktuellen Omdia-Umfrage geben 99 % der Betreiber von Unternehmensrechenzentren an, dass vorgefertigte und modulare Rechenzentrumskonzepte Teil ihrer zukünftigen Strategie sein werden. Das ist mehr als nur ein Trend; es ist die neue Normalität. Die Experten von Vertiv gehen davon aus, dass sich dieser Trend bei Hyperscale-Anbietern im Jahr 2023 fortsetzen wird, da diese die durch Standardisierung gebotene Geschwindigkeit und Effizienz nutzen wollen. 

Dies ist ein neues Konzept für die weltweit führenden Cloud-Anbieter, die an Colocation-Anbieter wenden , welche bereits seit Jahren standardisieren. Konkret lagern diese Cloud-Anbieter ihre neuen Infrastrukturen an Colocation-Anbieter aus, um deren Marktexpertise, bewährte Reproduzierbarkeit und schnelle Bereitstellung zu nutzen. Schon bald wird die Standardisierung – von modularen Komponenten wie Strom- und Kühlmodulen bis hin zu kompletten vorgefertigten Installationen – zum Standardansatz werden, nicht nur für Unternehmen, sondern auch für Hyperscale- und Edge-Computing.

Dieselgeneratoren stehen vor echter Konkurrenz

Dieselgeneratoren sind seit Langem ein unvollkommener, aber unvermeidbarer Bestandteil des Rechenzentrums-Ökosystems. Sie speichern Energie, die größtenteils ungenutzt bleibt und nach längeren Stillstandszeiten gewartet oder betankt werden muss. Beim Betrieb verursachen sie CO₂-Emissionen, die Betreiber unbedingt vermeiden wollen. Einige Unternehmen setzen bereits auf Batterien, um längere Lasten – in manchen Fällen bis zu fünf Minuten – abzudecken, und planen ihre Rechenzentren sogar mit minimaler Generatorkapazität. 

Dies sind Übergangsmaßnahmen, um die Rolle des Generators zu minimieren, während die Branche andere Optionen – darunter neue Batterietechnologien – zur Erweiterung der Notstromversorgung prüft. Die Experten von Vertiv gehen davon aus, dass sich 2023 eine bevorzugte Alternative durchsetzen wird: Wasserstoff-Brennstoffzellen. Diese Brennstoffzellen werden zunächst als Generator fungieren und die Last kurzzeitig unterstützen. Langfristig versprechen sie jedoch einen dauerhaften oder sogar kontinuierlichen Betrieb.

Höhere Dichten verändern die Kühlstrategien

Nachdem die Rackdichte jahrelang relativ konstant geblieben war, fordern Rechenzentrumsbetreiber zunehmend Racks mit höherer Dichte. Laut der globalen Rechenzentrumsumfrage 2022 des Uptime Institute, dass ihre Rackdichte in den letzten drei Jahren rasant gestiegen ist. Dies gilt insbesondere für große Unternehmens- und Hyperscale-Rechenzentren: Fast die Hälfte der Betreiber von Anlagen mit einer Leistung von 10 MW und mehr gaben an, Racks mit einer Kapazität von über 20 kW zu verwenden, und 20 % nutzten Racks mit einer Kapazität von über 40 kW. 

Dies fällt mit der zunehmenden Reife von Server-Flüssigkeitskühlungstechnologien und deren wachsender Akzeptanz und Verbreitung zusammen. Der bereits erwähnte Anstieg des Stromverbrauchs von Servern geht mit dem wachsenden Bedarf an schnell erweiterter Kapazität einher und stellt Betreiber in jeder Hinsicht vor Herausforderungen. Ihnen bleibt daher nichts anderes übrig, als die Grenzen bestehender Infrastrukturen auszuloten, indem sie Rechenleistung auf engstem Raum hinzufügen, die Rackdichte erhöhen und thermische Profile schaffen, die eine Flüssigkeitskühlung erfordern. Flüssigkeitskühlung ist zwar keine neue Technologie, doch die ersten erfolgreichen, effizienten und problemlosen Implementierungen in Umgebungen mit hoher Dichte haben einen Machbarkeitsnachweis erbracht, der ihre Verbreitung im kommenden Jahr vorantreiben wird. Die Integration der direkten Chipkühlung in die neuen Standards OCP und Open19 wird diesen Trend weiter beschleunigen.

5G und das Metaverse treffen am Edge aufeinander

Omdia prognostiziert in seiner Umsatz- und Abonnementprognose für Mobilfunk 2022, dass bis 2027 fast die Hälfte aller Mobilfunkverträge – mehr als 5,8 Milliarden – auf 5G basieren werden. Dadurch rückt die Rechenleistung immer näher an den Nutzer. Das Metaverse ist eine Anwendung, die ein extrem dichtes Rechennetzwerk mit geringer Latenz benötigt. Ab 2023 werden sich diese beiden Entwicklungen überschneiden: Metaverse-Implementierungen nutzen 5G-Netze, um die für die Anwendung erforderliche extrem niedrige Latenz zu gewährleisten. Dies erfordert letztendlich leistungsstärkere Rechenleistung an den 5G-fähigen Edge-Standorten. Erste Schritte werden 2023 unternommen, gefolgt von einem breiteren Einsatz in den darauffolgenden Jahren. Mit zunehmender Komplexität des Netzwerkrandes wird auch die dafür benötigte Infrastruktur komplexer. Dazu gehören Technologien wie künstliche Intelligenz und virtuelle Realität für Planung und Management sowie eine stärkere Nutzung von Lithium-Ionen-USV-Anlagen am Netzrand. Dieser anhaltende Trend führte laut IDC zu einem Anstieg des Marktanteils von 2 % im August 2021 auf 8 % im August 2022.

„Nachhaltigkeit stand in den letzten Jahren im Mittelpunkt der Rechenzentrumsbranche. Dies deckt sich mit dem Trend zu verstärkten behördlichen Auflagen im Jahr 2023 sowie dem wachsenden Interesse an alternativen Energiequellen“, so Karsten Winther, Präsident von Vertiv für Europa, den Nahen Osten und Afrika (EMEA). „ Zukünftig benötigen Rechenzentrumsbetreiber einen Partner für Infrastrukturlösungen, der sie hinsichtlich Best Practices und Technologien berät und sie bei der Erreichung ihrer Klimaneutralitätsziele unterstützt. Mit weiteren Innovationen und Transformationen im Sektor, insbesondere im Bereich 5G und Metaverse, wird 2023 ein spannendes Jahr für unsere Kunden und die gesamte Branche.“