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Grüne Informationstechnik: Mit der Wärme rechnen
Lokale Erwärmung kann dem Klima nützen: Wie man Computer und Rechenzentren zum Energiesparen erzieht
Martin Wiehe hat mal wieder am Rad gedreht, am
Drehzahlknopf eines Ventilators, um genau zu sein, und der
Umwelt ein paar Tonnen CO2 gespart. Und seinem Chef einige
Tausend Euro auf der jährlichen Stromrechnung. Prüfend
schreitet Wiehe einen engen Gang aus mannshoch surrenden
Metallkästen ab und sucht nach weiteren Stromfressern, zu
beiden Seiten blinkt es blau hinter blechernen Gittern, aus dem
Boden strömt herbstkühle Luft. Wiehe ist der Meister des
Energiesparens
bei Host Europe in Köln, mit über 9000 Servern
einem der größten deutschen Internet-Dienstleister.
Server, die rechenmächtigen großen Brüder des Heimcomputers,
verwalten rasant wachsende Datenmengen. Jedes Mal,
wenn beispielsweise ein Nutzer einen Clip auf YouTube anklickt,
schaufelt irgendwo auf der Welt ein Server die Daten
auf dessen Privatcomputer. Bereits 1,6 Prozent des jährlich
in Deutschland verbrauchten Stroms entfallen auf Rechenzentren.
Der CO2-Verbrauch der IT-Branche ist vergleichbar
mit jenem des Flugverkehrs - nur wächst er schneller.
Die Datenparkplätze, die Server, sind damit zu einem
enormen
Kostenfaktor geworden. Und Martin Wiehes Aufgabe
ist es, die Kosten zu drücken, also Strom zu sparen;
was gleichzeitig bedeutet, die Umwelt zu schonen. "Ich kann
die Rückluft der Rechner um fünf Grad erwärmen, ohne dass
die Geräte überhitzen", sagt der detailverliebte Techniker,
der die Temperatur in jedem Winkel der Halle mit Sensoren
überwacht und aufzeichnet. So koste die Klimaanlage fast ein
Drittel weniger.
Legt man den deutschen Energiemix zugrunde, erspart
Wiehes Firma der Umwelt durch die Umstellung auf sogenannte
Grüne IT jährlich etwa 4600 Tonnen CO2 - und das ist
dringend nötig. Denn der Gesamtverbrauch aller deutschen
Rechenzentren lag 2008 noch bei etwa zehn Terawattstunden
(TWh). Das entspricht knapp zwei Prozent des jährlichen Gesamtstromverbrauchs.
Laut dem Berliner Borderstep-Institut
wird er bei konventionellem Stromkonsum bis 2015 auf etwa
14 TWh klettern. Stiege hingegen die gesamte Branche konsequent
auf die sparsame Grüne IT um, sänke der Verbrauch
auf sechs TWh. Noch 2009 wussten allerdings 85 Prozent der
Betreiber von Rechenzentren nicht einmal, wie viel Strom ihre
Serverparks überhaupt schlucken.
Die Klimaanlage runterdrehen. Den Ventilator drosseln.
Und darauf ist jahrelang keiner gekommen? "Vor fünf Jahren
spielte der Strompreis keine Rolle", sagt Patrick Pulvermüller,
Geschäftsführer von Host Europe. Damals habe man für die
Kilowattstunde noch etwa die Hälfte gezahlt. Verbesserungsideen
hatten die Zulieferer, Hersteller von Klimaanlagen zum
Beispiel, längst in den Schubladen. Nur wagten sie es nicht,
sie auf den Tisch zu legen. Denn sparsame Systeme rechnen
sich zwar mittelfristig, in der Anschaffung sind sie aber teuer.
"Die hatten Angst, dass wir die höheren Preise nutzen, um zu
einem anderen Anbieter zu wechseln", meint Pulvermüller.
Erst als man exklusive Verträge mit den Lieferanten abgeschlossen
habe, hätten sie ihre Tüfteleien ausgepackt.
Mit dem beherzten Dreh am Regler der Klimaanlage
allein ist es indes nicht getan. Stromsparen ist Algebra, und der
sogenannte PUE-Faktor ist die heilige Zahl für Wiehes Zunft:
Wie viel Energie für Kühlung und stabile Stromversorgung
ist nötig - zusätzlich zu den reinen Betriebskosten der Server?
Bevor die Tüftler vor etwa fünf Jahren begannen, den Verbrauch
zu senken, lag der Faktor bei etwa 2: Eine Maschine mit
einem angenommenen Eigenverbrauch von 100 Watt pro
Stunde fraß also, sicher gekühlt durch Ventilatoren, letztlich
200 Watt. Wiehe hat die PUE-Zahl inzwischen auf 1,35 gedrückt. Die Geräte verlangen nun weniger als die Hälfte an
Extrastrom fürs Wohlfühlklima.
Und das erreicht der Techniker eben vor allem durch eine
ausgeklügelte Klimatechnik. Früher standen die mannshohen
Serverschränke in Reih und Glied. Vorne saugten sie gekühlte
Luft ein, rechneten sie heiß und spuckten sie rückseitig wieder
aus, der nächsten Rechnerreihe geradewegs ins Gesicht. Dort
musste die Klimaanlage dieselbe Luft erneut herunterkühlen,
und so ging es durch das gesamte Rechenzentrum, von einer
Serverreihe zur nächsten (jede der drei Hallen bei Host Europe
ist 550 Quadratmeter groß).
Inzwischen stehen jeweils zwei Rechnerreihen einander gegenüber. Nur noch in den Gang zwischen den
Vorderseiten
der Geräte bläst die Klimaanlage kühle Luft. Die
heiße Abwärme dagegen entweicht in die Halle, wo sie das
Wasser für eine Wärmepumpe aufheizt, um die Büroräume
im oberen Stockwerk zu beheizen.
Und ganz so kühl wie früher muss es selbst in den Gängen
zwischen den Rechnervorderseiten nicht mehr sein. Einst
galt: Je kälter die Zuluft war, desto mehr Zeit blieb im Notfall
für eine Reparatur. Bei Host Europe aber laufen die Server
mittlerweile
bei bis zu 25 Grad. Ein weiterer wichtiger Faktor:
Die Ventilatoren. Denn der Energiehunger der Propeller wächst exponentiell: Bei doppelter Drehzahl benötigen sie die vierfache
Menge an Strom. Martin Wiehe lässt sie möglichst alle
laufen - aber auf Sparflamme.
Wiehes zweiter Weg, massiv Rechenstrom zu sparen, zielt
auf die Effizienz der Geräte selbst. In einem Rechenzentrum
wie jenem von Host Europe brummen zwar 50 Kilogramm
schwere Superrechner mit einem Gesamtspeicherplatz von
mehreren Millionen Gigabyte. Deren Rechenmacht wird aber,
bedingt durch das Nutzungsverhalten der Mieter eines Servers,
nur zu etwa acht Prozent genutzt. Um die brachliegenden
Ressourcen anzuzapfen, hat Host Europe ein Sechstel seiner
Maschinen "virtualisiert", was bedeutet, dass auf einen Server
nicht nur ein Kunde, sondern bis zu 50 Kunden gleichzeitig
zugreifen. Da entsprechend viele Betriebssysteme auf derselben
Maschine installiert werden, sind die Daten aber säuberlich
voneinander getrennt. "Damit wollen wir die Auslastung
in den kommenden Jahren auf 70 Prozent steigern", sagt Pulvermüller.
Für den heutigen Bedarf würde dann ein Bruchteil
an Geräten ausreichen.
Nützliche Adressen: Unter dem Suchwort "Grüne IT" finden sich im Netz Blogs und Firmen. www.MakeITfair.org ist eine internationale Kampagne für "grüne" Elektronik.
