Entwicklung grüner Rechenzentren für eine nachhaltige Zukunft

14. Juni 2021
von Preethica Furtado

Das explosive Wachstum von Daten und die Nachfrage nach öffentlichen Cloud-Angeboten haben dazu beigetragen, dass weltweit mehrere neue große Rechenzentren geplant oder gebaut werden. Der Ausbruch der COVID-19-Pandemie hat zahlreiche Unternehmen gezwungen, nach Optionen zu suchen, um die Geschäftskontinuität sicherzustellen, was dazu geführt hat, dass Rechenzentren schneller wachsen als je zuvor.

Cloud-Computing rückte in den Mittelpunkt, und Cloud-Service-Anbieter wie AWS, Microsoft, Google, Facebook und Alibaba konnten Milliarden von Dollar an Einnahmen erzielen. Im Jahr 2020 übertraf Microsofts kommerzielles Cloud-Geschäft 50 Milliarden Dollar an Einnahmen. Amazons Gründer und CEO, Jeff Bezos, teilte während der Ergebnisbekanntgabe des ersten Quartals 2021 mit, dass AWS ein Geschäft mit einem jährlichen Umsatz von 54 Milliarden Dollar geworden ist, das Jahr für Jahr um 32 % wächst.

Da die physische Infrastruktur und die Nachfrage nach Rechenzentren weiter wachsen, muss ihr CO2-Fußabdruck kleiner werden. Unternehmen müssen nachhaltige Praktiken identifizieren und umsetzen, um sicherzustellen, dass ihre Rechenzentren energieeffizient sind.

Die Bedeutung von Rechenzentren

In den letzten zehn Jahren ist der Bedarf an Rechenzentren enorm gewachsen. Die zahlreichen Vorteile der Migration von Unternehmen zu Rechenzentren umfassen Kosteneinsparungen, aktuelle Sicherheitsmaßnahmen, Überwachung des Strom- und Versorgungsverbrauchs und viele andere.

Öffentliche Cloud-Dienste bieten den Nutzern beispielsweise Zugang zu Cloud-Ressourcen gegen eine minimale Abonnementgebühr. Der Kunde muss nur seine Anwendungen in die öffentliche Cloud verschieben, ohne mit anfänglichen IT-Infrastruktur-Kosten konfrontiert zu werden. Rechenzentren ermöglichen es den Kunden auch, eine hohe Verfügbarkeit zu erreichen, da sie die Clusterbildung von Hardware-Infrastrukturen und Failover-Mechanismen unterstützen. Server-Cluster gewährleisten eine ununterbrochene Geschäftskontinuität, selbst wenn ein Server ausfällt, da die Arbeit auf einen anderen Standby-Server übertragen wird.

Was grüne Rechenzentren bieten

Die enorme Menge an erzeugten Daten hat den Bedarf für Unternehmen erhöht, ihre geschäftskritischen Workloads und Anwendungen in Rechenzentren unterzubringen. Laut dem Weltwirtschaftsforum wurde die Datenmenge zu Beginn des Jahres 2020 auf etwa 44 Zettabyte geschätzt. Bis 2025 werden jedoch etwa 463 Exabyte an Daten täglich weltweit erzeugt. Zum Vergleich: Ein Smartphone verfügt über 64 GB eingebauten Speicher, was 0,0000000064 eines Exabytes entspricht. Um 1 Exabyte an Daten aus einem Videoanruf zu erzeugen, müsste der Anruf 237.832 Jahre dauern!

Investitionen in Rechenzentren wachsen, und die Expansion der öffentlichen Cloud katalysiert den Bedarf an großen Rechenzentren in verschiedenen geografischen Regionen. Große Unternehmen haben kürzlich einige ihrer größten Investitionen in Rechenzentren angekündigt:

globale Investitionen in Rechenzentren

Quelle: Amazon, Microsoft Neuseeland, Google, Oracle, Microsoft Malaysia

Rechenzentren gehören zu den größten Energieverbrauchern weltweit. Einige der größten Rechenzentren der Welt enthalten jeweils Zehntausende von IT-Infrastrukturgeräten, die mehr als 100 Megawatt Leistung benötigen, um zu funktionieren – das ist potenziell genug, um 80.000 US-Haushalte mit Strom zu versorgen! (U.S. DOE 2020).

Da täglich mehr Daten erzeugt werden, suchen Unternehmen nach Möglichkeiten, Daten mit minimalen Umweltauswirkungen zu speichern und zu verarbeiten. Vor einigen Jahren galten nachhaltige Praktiken und umweltfreundliches Handeln als zukunftsweisender Ansatz. Aber mit dem gestiegenen Bewusstsein für den weltweiten Energiebedarf, die Schwere des Klimawandels und die Auswirkungen des CO2-Fußabdrucks sind sie jetzt mehr denn je erforderlich.

Da Rechenzentren zu den größten Energieverbrauchern gehören, ist es keine Überraschung, dass Energie einer der größten Kostenfaktoren für Data Center Infrastructure Management (DCIM) Software ist. Die Notwendigkeit, sicherzustellen, dass alle Server laufen, um Ausfallzeiten zu vermeiden, ist entscheidend. Rechenzentrumskomponenten benötigen Kühlsysteme, um die Server vor Überhitzung zu schützen, zusätzlich zu Wartung, Stromkosten, Wasserversorgung und anderen Versorgungsanforderungen. Diese Aufgaben verbrauchen eine große Menge an Energie, und daher ist es absolut notwendig, nachhaltige Praktiken zu implementieren. DCIM und Gebäudemanagementsysteme (BMS) Software helfen Rechenzentrumsdienstleistern, ihre Infrastruktur zu verwalten, um die Betriebseffizienz zu verbessern und gleichzeitig Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.

Laut einem Bericht von ReportLinker wird erwartet, dass der DCIM-Markt in Nordamerika eine steigende Nachfrage verzeichnen wird – einer der Hauptgründe ist der zunehmende Fokus auf energieeffiziente Rechenzentren. Bei G2 haben wir das Wachstum unserer DCIM-Softwarekategorie beobachtet, die zwischen November 2020 und März 2021 einen signifikanten Anstieg von 104,16 % verzeichnete.

Traffic zur DCIM-Softwarekategorie von G2

Das führt uns zu einer einfachen Frage: Warum sollten wir umweltfreundlich werden?
  • Neben dem Umweltbewusstsein gibt es mehrere Vorteile, die Unternehmen erwarten können, die das umweltfreundliche Handeln zu einer praktikablen Option machen. Zum Beispiel helfen grüne Rechenzentren, die Kapitalrendite (ROI) zu verbessern und die Gesamtkosten des Eigentums (TCO) zu senken, indem sie die Produktivität und Effizienz des Rechenzentrums verbessern.
  • Umweltfreundliches Handeln wird in zahlreichen Branchen diskutiert, und durch die Umwandlung energieverbrauchender Rechenzentren in grüne Rechenzentren kann ein Unternehmen ein positives Markenimage für sich und seine Rechenzentrumsdienste schaffen.
  • Es gibt erheblichen regulatorischen Druck auf Unternehmen, umweltfreundlich zu werden. Die meisten dieser Richtlinien sind in Technologie- und Verschmutzungsstandards, Marktinstrumente (grüne Steuern, Handelsgenehmigungen, Ökosystemdienstleistungen), Informationsoffenlegung und freiwillige Richtlinien unterteilt. Einige der besten Betreiber grüner Rechenzentren dokumentieren Initiativen formell in den Berichten zu Umwelt, Nachhaltigkeit und Governance (ESG) in ihren Jahresberichten.

Sprechen meine Wettbewerber über umweltfreundliches Handeln?

Ja! Mehrere Anbieter haben Produkte und Software veröffentlicht, die die Initiativen für grüne Rechenzentren unterstützen. Zum Beispiel kündigten im Februar 2021 Atos und HDF Energy ihren Plan an, eine vollständige End-to-End-Lösung zu entwickeln, um Rechenzentren mit grünem Wasserstoff zu versorgen, der aus erneuerbarer Energie erzeugt wird. Im Rahmen dieses Plans wird Atos die Hardware, Software und Integrationsdienste entwerfen und bereitstellen, die Strom aus grünem Wasserstoff nutzen. Künstliche Intelligenz (KI) wird die Lösung unterstützen, um den Stromverbrauch des Rechenzentrums vorherzusagen und sich entsprechend an den grünen Wasserstoff anzupassen.

Ein weiteres interessantes Beispiel für einen Durchbruch im Management grüner Rechenzentren kam von Microsoft, als das Unternehmen mitteilte, dass Unterwasser-Rechenzentren zuverlässig, praktisch und nachhaltig im Energieverbrauch sind. Im Sommer 2020 holte das Unternehmen ein containerisiertes Rechenzentrum hoch, das im Frühjahr 2018 117 Fuß unter Wasser getaucht wurde.

Die konstant kühlen Unterwasseroberflächen des Meeres ermöglichten ein effizientes Rechenzentrumsdesign sowie eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu Rechenzentren an Land. Diese Rechenzentren verwenden Wärmetauscherleitungen, die normalerweise in U-Booten zu finden sind. Dies könnte die Art und Weise ändern, wie Rechenzentren über umweltfreundliches Handeln sprechen – indem kleine containerisierte Rechenzentren näher am Kundenstandort platziert werden, um die Latenz zu reduzieren und die Energieeffizienz zu erhalten, da sie tief im Ozean gelagert werden. Dies würde die Notwendigkeit beseitigen, große Rechenzentren an Land zu bauen, was bedeutet, dass keine oder nur minimale Kühlungssysteme, Klimaanlagen und Bürokomplexe erforderlich sind, die traditionell in einem Rechenzentrum installiert werden.

Wie kann ich umweltfreundlich werden?

Es ist nicht notwendig, eine vollständige Umgestaltung vorzunehmen, um umweltfreundlich zu werden. Mehrere kleine Schritte helfen Organisationen, ihr gesamtes Bedürfnis nach umweltfreundlichem Handeln zu erreichen.

Rüsten Sie auf neue Geräte auf: Alte Geräte waren möglicherweise nicht energieeffizient, als sie hergestellt wurden, und wenn sie zu verfallen beginnen, benötigen sie mehr Effizienz, um betriebsbereit zu sein. Da sich die Technologielandschaft dramatisch verändert, muss auch die alte Infrastruktur aufgerüstet werden, um energieeffizient zu sein.

Schalten Sie tote Server aus: Oftmals kaufen Unternehmen beim Wählen eines Rechenzentrumsplatzes oder erhalten mehr Rackplatz, um zukünftige Anforderungen zu berücksichtigen. Bis die Anforderung eintritt, verbrauchen diese Server Strom, leisten jedoch keine Arbeit für den Kunden und sind daher "tot". Um umweltfreundlich zu werden, können Rechenzentrumsdienstleister diese stromverbrauchenden toten Server ausschalten und nur bei Bedarf einschalten.

Reduzieren Sie den CO2-Fußabdruck: Um den CO2-Fußabdruck zu reduzieren, können grüne Rechenzentrumsdienstleister erneuerbare Energiequellen, recycelte Materialien und wiederverwendetes Kühlwasser verwenden.

Führen Sie Server-Virtualisierung durch: Server-Virtualisierung ermöglicht es einem einzelnen Computer, die Aufgabe mehrerer Computer über eine Softwareebene zu übernehmen. Dies wird erreicht, indem die Ressourcen eines einzelnen Computers auf viele Umgebungen verteilt werden. Mehrere Betriebssysteme und Anwendungen können auf einer geringeren Anzahl von Servern über Virtualisierung bereitgestellt werden, was den gesamten Energieverbrauch im Rechenzentrum reduziert.

Verwenden Sie innovative Technologie: Einige grüne Rechenzentrumsdienstleister verwenden Technologien wie KI, um Rechenzentrumsprozesse zu automatisieren (um Energie zu sparen, wenn sie nicht in Gebrauch sind), den Stromverbrauch vorherzusagen, Datenoutput zu analysieren, verschiedene Merkmale wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit im Rechenzentrum und Kühlprozess zu überwachen. Obwohl die Softwareintegration ein teurer und zeitaufwändiger Prozess sein kann, gibt es Vorteile wie verbesserte Effizienz, reduzierte Kosten und reduzierter Stromverbrauch.

Grüne Gebäudebewertungssysteme: Eine grüne Gebäudebewertung ist eine Reihe von Bewertungen, die verwendet werden, um die Leistung eines Gebäudes oder eines Projekts unter Berücksichtigung der Umwelt- und Nachhaltigkeitspraktiken zu bewerten. Einige Gebäude- und Energiezertifizierungen umfassen Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) (global), ISO 50001, ISO 14001 Energiemanagementstandard (global) und Building Research Establishment Environmental Assessment Method (BREEM) (UK). Der US Green Building Council (USGBC) überwacht LEED für Rechenzentren, bei dem das Bewertungssystem so konzipiert und ausgestattet ist, dass es den Anforderungen von Server-Racks, Speichersystemen und anderer IT-Infrastruktur gerecht wird.

Grüne Rechenzentren sind der Weg in die Zukunft

Rechenzentren sind gekommen, um zu bleiben. Mit dem Wachstum zahlreicher Technologien wie IoT, ML/AI, 5G, Edge-Computing und vielen anderen wird die Menge der erzeugten Daten weiter wachsen, was den Bedarf an Rechenzentren antreibt.

Die Implementierung von Energiesparstrategien in Rechenzentren wird in naher Zukunft ein großes Muss für Unternehmen sein. Darüber hinaus wird die Integration innovativer Technologien wie KI und ML in grüne Rechenzentrumsinitiativen sicherstellen, dass ROI± und eine sicherere Umwelt gewährleistet sind. Da mehrere Unternehmen sicherstellen, dass sie in den nächsten 20-30 Jahren CO2-neutral sind (wie Amazon und Microsoft), wird umweltfreundliches Handeln zunehmend mehr zu einer Notwendigkeit und weniger zu einem Vorschlag.

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Preethica Furtado
PF

Preethica Furtado

Preethica is a Market Research Manager at G2 focused on the cybersecurity, privacy and ERP space. Prior to joining G2, Preethica spent three years in market research for enterprise systems, cloud forecasting, and workstations. She has written research reports for both the semiconductor and telecommunication industries. Her interest in technology led her to combine that with building a challenging career. She enjoys reading, writing blogs and poems, and traveling in her free time.