München, Starnberg, 11. Nov. 2022 - Energieverbrauch und CO2-Bilanz treiben laut Vertiv den Trend zur Regulierung, mehr Standardisierung sowie Stromerzeuger-Alternativen...
Zum Beitrag: Rechenzentren werden im Jahr 2023 zunehmend reguliert und durch Dritte kontrolliert werden, da sich die Welt vor dem Hintergrund des fortschreitenden Klimawandels weiterhin mit dem steigenden Energie- und Wasserverbrauch der Branche auseinandersetzen muss. Der verstärkte Fokus auf die Gesamtauswirkungen von Rechenzentren auf die Umwelt und die Gesellschaft ist einer von fünf Trends für 2023, die von den globalen Rechenzentrumsexperten von Vertiv, einem globalen Anbieter von kritischen digitalen Infrastrukturen und Kontinuitätslösungen, identifiziert wurden. Die Fortschritte im Chipdesign und in der Fertigung, die den Stromverbrauch von Servern in den ersten anderthalb Jahrzehnten ab dem Jahr 2000 begrenzten, stießen in den letzten Jahren an ihre Grenzen. Es folgte ein sprunghafter Anstieg des Energieverbrauchs von Servern. (Hinweis zum Thema Storage und Energieeffizienz mit SNIA-Link siehe weiter unten im Text**).
In einem neuen Bericht mit dem Titel "Silicon heatwave: the looming change in data center climates“ verweist das Uptime Institute auf Daten der Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC). Diese zeigen, dass der Stromverbrauch von Servern seit 2017 um 266 Prozent gestiegen ist. Dieser Anstieg gehört zu den verschiedenen technischen und marktbezogenen Faktoren, die den Fokus auf Umweltbewusstsein und Nachhaltigkeit in den von Vertiv-Experten identifizierten Trends für 2023 vorantreiben. Diese Trends laut Vertiv sind:
1. Rechenzentren stehen vor zunehmender Regulierung
"Der zunehmende Druck, der Nachfrage der Verbraucher nach Energie und Wasser gerecht zu werden, veranlasst Regierungen auf allen Ebenen, Rechenzentren und deren enormen Verbrauch genauer unter die Lupe zu nehmen. Schätzungen zufolge sind Rechenzentren heute für bis zu 3 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs verantwortlich und sollen voraussichtlich bis 2030 einen Anteil von 4 Prozent erreichen. Die durchschnittliche Hyperscale-Anlage verbraucht jährlich 20-50 MW – theoretisch genug Strom, um bis zu 37.000 Haushalte zu versorgen. Link > https://www.aflhyperscale.com/articles/now-thats-interesting/what-makes-hyperscale-hyperscale/ Die Experten von Vertiv gehen davon aus, dass dies im Jahr 2023 zu einer verstärkten Kontrolle durch Regierungen führen wird.
In einigen Ländern ist dies bereits der Fall. In Dublin (Irland) und Singapur wurden Maßnahmen ergriffen, um den Energieverbrauch von Rechenzentren zu kontrollieren. Der Wasserverbrauch - insbesondere in Gebieten, die zu Dürreperioden neigen - wird wahrscheinlich eine ähnliche Aufmerksamkeit auf sich ziehen. Link > https://www.nbcnews.com/tech/internet/drought-stricken-communities-push-back-against-data-centers-n1271344
Nach Angaben des US-Energieministeriums liegt die Wassernutzungseffizienz WUE eines durchschnittlichen Rechenzentrums, das Verdunstungskühlsysteme einsetzt, bei 1,8 l pro kWh. Diese Art von Rechenzentrum kann 11 bis 18 Millionen Liter Wasser pro Tag verbrauchen – das entspricht dem Verbrauch einer Stadt mit 30.000 bis 50.000 Einwohnern. Zwar wird die Branche weiterhin Maßnahmen zur Selbstkontrolle und Reduzierung ergreifen - einschließlich der wachsenden Präferenz für umweltfreundliche Thermokonzepte - trotzdem wird 2023 die behördliche Regulierung zunehmen. Link > https://www.sunbirddcim.com/glossary/water-usage-effectiveness-wue
2. Hyperscaler und Betreiber von Enterprise-Rechenzentren kaufen standardisierte Lösungen
Laut einer aktuellen Studie von Omdia geben 99 Prozent der Betreiber von Enterprise-Rechenzentren an, dass vorgefertigte, modulare Rechenzentrumsdesigns ein Teil ihrer zukünftigen Strategie sein werden. Das ist mehr als ein Trend – es ist die neue Normalität. Die Experten von Vertiv gehen davon aus, dass sich Hyperscaler im Jahr 2023 weiter in diese Richtung bewegen werden, da sie die Geschwindigkeit und Effizienz der Standardisierung nutzen wollen.
Für die weltweit führenden Cloud-Anbieter ist dies ein neueres Konzept. Sie wenden sich dafür an Colocation-Anbieter, die schon seit Jahren standardisiert vorgehen, um dies zu realisieren. So lagern diese Cloud-Anbieter ihre neuen Anlagen an Colocation-Anbieter aus, um deren Markterfahrung, die bewährte Reproduzierbarkeit und die schnelle Bereitstellung zu nutzen. In absehbarer Zeit wird die Standardisierung - von modularen Komponenten wie Stromversorgungs- und Kühlungsmodulen über Skids bis hin zu komplett vorgefertigten Anlagen - nicht nur für Unternehmen, sondern auch für den Hyperscale-Bereich und den sogenannten Netzwerkrand zum Normalfall werden.
3. Dieselgeneratoren bekommen echte Konkurrenz
Dieselgeneratoren sind seit langem ein nicht perfekter, aber unumgänglicher Bestandteil des Rechenzentrum-Ökosystems. Sie speichern Energie, die größtenteils ungenutzt bleibt. Trotzdem müssen sie gewartet oder der Kraftstoff nach einer gewissen Zeit der Inaktivität ausgetauscht werden. Wenn sie dann doch in Betrieb genommen werden, erzeugen sie Kohlenstoffemissionen, die die Betreiber unbedingt vermeiden wollen. Einige Unternehmen verlassen sich schon jetzt auf Batterien für eine längere Lastunterstützung - in manchen Fällen bis zu fünf Minuten - und konzipieren ihre Rechenzentren mit einer minimalen Generatorleistung.
Dies sind Übergangsmaßnahmen, um die Rolle von Generatoren zu minimieren, während die Industrie nach anderen Optionen zur erweiterten Notstromversorgung sucht – einschließlich neuer Batterietechnologien. Die Experten von Vertiv gehen davon aus, dass sich im Jahr 2023 eine bevorzugte Alternative herauskristallisieren wird - nämlich Wasserstoff-Brennstoffzellen. Diese Brennstoffzellen werden zunächst ähnlich wie ein Generator funktionieren, indem sie kurzzeitige Lastunterstützung bieten. Später könnten sie einen dauerhaften oder sogar kontinuierlichen Betrieb ermöglichen.
4. Höhere Dichte verändert thermische Strategien
Nachdem die Rack-Dichte jahrelang relativ statisch blieb, benötigen Rechenzentrumsbetreiber zunehmend Racks mit einer höheren Dichte. Laut der 2022 Global Data Center Survey des Uptime Institute gibt mehr als ein Drittel der Rechenzentrumsbetreiber an, dass ihre Rack-Dichte in den letzten drei Jahren rapide zugenommen hat. Dies gilt insbesondere für größere Enterprise- und Hyperscale-Rechenzentren, in denen fast die Hälfte der Betreiber von Einrichtungen mit einer Leistung von 10 MW und mehr angeben, dass ihre Racks mehr als 20 kW Leistung aufweisen. Laut 20 Prozent verbrauchen ihre Racks sogar mehr als 40 kW.
Dies deckt sich mit der Reife von flüssigkeitsgekühlten Server-Technologien und der zunehmenden Akzeptanz und Umsetzung dieser Systeme. Der oben erwähnte Anstieg des Stromverbrauchs von Servern entsteht durch den wachsenden Bedarf an schnellen Kapazitätserweiterungen, der die Betreiber vor umfassende Herausforderungen stellt. Dies lässt ihnen kaum eine andere Wahl, als die Grenzen bestehender Einrichtungen auszuloten. Dies beinhaltet das Hinzufügen von Rechenleistung auf engem Raum, die Erhöhung der Rack-Dichte und die Erstellung der schon länger eingesetzten Wärmeprofilen, die eine Flüssigkeitskühlung erfordern. Die erste Welle erfolgreicher, effizienter und problemloser Implementierungen in Umgebungen mit hoher Speicherdichte hat jedoch den Beweis für dieses Konzept erbracht, der die Akzeptanz im kommenden Jahr fördern wird. Die Aufnahme der Direct-to-Chip-Kühlung in die neuen Standards OCP und Open19 wird diesen Trend noch beschleunigen.
Kommentarauszug Giordano Albertazzi, Chief Operating Officer und President US von Vertiv: „Die Rechenzentrumsbranche wächst rasant, da immer mehr Anwendungen Rechen- und Speicherkapazität benötigen. Dies führt zu einem entsprechend schnellen Anstieg des Energie- und Wasserverbrauchs in Rechenzentren. Die Branche hat verstanden, dass eine deutliche Steigerung der Energie- und Wassereffizienz der Schlüssel für zukünftigen Erfolg und langfristiges Fortbestehen ist… Zunehmende Regulierung ist unvermeidlich und wird zu wichtigen Innovationen in unserer Branche führen.“
**Hinweis auf SNIA Whitepaper zu Storage Device-Level Power Efficiency Measurement for Cloud, Datacenter & Enterprise Storage.
Zitat (Auszug): "Data center operating costs include compute, network, storage, and facility-side systems and resources. The ISO/IEC 24091:2019 IT Specification for Data Center Storage (ISO 24091) Standard is based on the SNIA EmeraldTM Power Efficiency Measurement Specification V3.0 created by the SNIA Green Storage Technical Work Group (Green Storage TWG) for measuring Enterprise storage system-level power efficiency. The Green Storage TWG is now developing a complementary storage device-level specification for a standardized, easy-to-use, cost-effective method for power efficiency measurement.“ (Quelle: SNIA Technical Whitepaper, October 27, 2022). Mehr dazu unter diesem Link > https://www.snia.org/educational-library
Weitere Querverweise:
Unser Beitrag > Green Grid Leitfaden für ein alternatives und kosteneffizientes Rechenzentrums - Design
Unser Blogpost > Kalte Daten im Unternehmen: ohne Kontrolle klimaschädlich und teuer
5. Am Edge trifft 5G auf das Metaverse
Omdia geht in seiner Prognose für Mobilfunkabonnements und -umsätze 2022 davon aus, dass fast die Hälfte aller Mobilfunkverträge - mehr als 5,8 Milliarden - bis 2027 auf 5G umgestellt werden. Damit rückt die Datenverarbeitung immer näher an den Nutzer heran. Gleichzeitig ist das Metaverse eine Anwendung, die auf der Suche nach einem extrem dichten Computernetzwerk mit niedriger Latenz ist. Im Jahr 2023 werden sich diese beiden Bereiche überschneiden. Dabei werden die Metaverse-Implementierungen 5G-Netzwerke nutzen, um die von der Anwendung geforderten Funktionen mit extrem geringer Latenz zu ermöglichen.
Letztendlich benötigt dies eine höhere Rechenleistung an solchen 5G-Edge-Standorten, was schon bald der Fall sein wird - mit ersten Vorstößen im Jahr 2023, gefolgt von umfassenderen Implementierungen in den Jahren danach. Da der sogenannte Netzwerkrand immer komplexer wird, wird auch die zu seiner Unterstützung erforderliche Infrastruktur immer ausgereifter. Dazu gehören Technologien wie künstliche Intelligenz und Virtual-Reality-Planungs- und -Managementsysteme sowie die verstärkte Einführung von Lithium-Ionen-USV-Systemen am Edge – ein anhaltender Trend, dessen Umsatzanteil nach Angaben von IDC von 2 Prozent im August 2021 auf 8 Prozent im August 2022 gestiegen ist."