Feature Stories -Technologie wird energieeffizient
Wir glauben gerne, dass uns moderne Technologie vor Umweltkrisen schützen kann. Durch bessere Telekommunikation sparen wir uns Wege und Reisen und über das Internet haben wir einfachen Zugang zu Informationen - was Millionen Bäume vor der Papierfabrik bewahrt. Dabei übersehen wir aber häufig eine überraschende Tatsache: IKT verbrauchen auch Energie. Jedes Mal, wenn wir im Internet etwas suchen, mit dem Handy telefonieren oder im Internet fernsehen, verbraucht Computerhardware Strom, um das bereitzustellen, was uns nur einen einfachen Mausklick entfernt zu sein erscheint. Der globalen Branchenerhebung von Datacenter Dynamics zufolge betrug Ende 2011 der weltweite Energieverbrauch von Rechenzentren 31 GW - genug Energie, um alle Haushalte im Vereinigten Königreich, Frankreich oder Italien mit Strom zu versorgen - und wird wahrscheinlich 2012 um nahezu 20 % steigen. "Erfreulich ist, dass Rechenzentren Energie sparen wollen", erklärt María Pérez Ortega vom spanischen IT-Dienstleistung- und -Beratungsunternehmen GFI. "Durch Energieeinsparungen lässt sich Geld sparen und das ist heutzutage für alle Rechenzentren Anreiz genug." "In den meisten Rechenzentren sind bereits verschiedene Energiesparfunktionen in der Gebäudeinfrastruktur oder der Software und den Systemen für die Verwaltung der Rechenzentren integriert", fährt Pérez fort. "Wir haben jedoch etwas entwickelt, das jedes Rechenzentrum - ob groß, mittel oder klein, ob virtuelles Rechenzentrum verteilter Systeme, die in der Cloud miteinander verbunden sind oder herkömmliche Serviceanbieter - installieren und sofort davon profitieren können." Plugin für Energieeinsparungen Die Partner des Projekts "Federated IT for a sustainable environmental impact" (Fit4green) haben Software entwickelt, die von jedem Rechenzentrum installiert werden kann, unabhängig von seiner Art, der dort verwendeten Hardware bzw. der proprietären Managementtools. Die Plugin-Software überwacht die Arbeitslast der einzelnen Server im Rechenzentrum, berechnet dann, wie sich die Last effizienter verteilen lässt, und führt eventuell überflüssige Server vorübergehend herunter. "Wenn sich die Arbeitslast der Rechner konsolidieren lässt, können Server, die nicht benötigt werden, ausgeschaltet werden, so einfach ist das", sagt Pérez, die das von der EU finanzierte Projekt koordiniert. "Die Server verbrauchen weniger Energie, aber es wird auch weniger Abwärme erzeugt und daher weniger Energie für die Kühlung benötigt. Das Fit4green-Tool ist plattformunabhängig, d. h. es lässt sich in jedem System verwenden. Auch wenn verschiedene Plattformen an mehreren Standorten betrieben werden, wird Fit4green immer noch funktionieren und immer noch Geld sparen." Die Lösung von Fit4green beruht auf Algorithmen für energiesparende Optimierungen, die von den Projektpartnern anhand von Daten aus einer Vielzahl von echten Rechenzentren entwickelt wurden. Diese Algorithmen schlagen Maßnahmen vor, die zu deutlichen Energieeinsparungen führen, wobei wichtige und ständig überwachte Parameter berücksichtigt werden, wie z. B. der aktuelle und spätere Stromverbrauch, Zeitmuster der Arbeitslast entsprechend der Überwachungsdaten und die Innentemperatur des Rechenzentrums. Ein "Stromrechner" schätzt den Stromverbrauch der Server und Kühlsysteme und wie die aktiven Server sowohl den Stromverbrauch des Rechenzentrums insgesamt sowie die damit verbunden CO2-Emissionen beeinflussen. Die Optimierungsalgorithmen berechnen dann die beste Möglichkeit, die Arbeitslast auf die verfügbaren Server zu verteilen. Bei diesen Berechnungen wird mit Hilfe der Constraintprogrammierung durchgeführt, bei der die Beschreibung des Problems von seiner Lösung getrennt wird. Pérez zufolge, wird dadurch die Flexibilität erhöht und das Fit4green-Tool kann effizienter ausgeführt werden. "Auf der einen Seite können wir uns besser an neue Rechenzentren mit ihren eigenen Geschäftsmodellen anpassen; und auf der anderen Seite können wir mit der Lösung neuer Algorithmen arbeiten, ohne dabei die Constraints des Rechenzentrums neu definieren zu müssen." Die Zahlen sprechen für sich Fit4green wurde in drei völlig unterschiedlichen Umgebungen erprobt: in einem typischen Unternehmensrechenzentrum, einem Super-Rechenzentrum und einem über die Cloud verteilten Rechenzentrum. Die Tests haben gezeigt, dass Fit4green den Energieverbrauch insgesamt um 10-50 % senkt, wobei der Durchschnitt bei 25 % liegt. Das Plugin kann auch über mehrere Standorte hinaus (d. h. in verknüpften Rechenzentren) eingesetzt werden und sein bestes Einsparpotenzial dank der zusätzlichen Arbeitslastflexibilität erreichen, das die Verknüpfung bietet. "Wir haben Fit4green in einer Simulation der Standorte eines Projektpartners eingesetzt, der zwei Rechenzentren betreibt, eins in Rom und eins in Mailand", erläutert Pérez. "Bei dieser Simulation berücksichtigten wir, dass das Rechenzentrum in Rom zwar neuer ist und daher mit neueren und effizienteren Servern ausgestattet ist, aber auch dass das Klima in Rom viel wärmer und damit die Kühlung teurer ist. Das ältere Rechenzentrum in Mailand ist weniger energieeffizient, aber dafür sind die Umgebungstemperaturen niedriger, insbesondere im Winter." Durch den Zusammenschluss dieser beiden Rechenzentren konnte Fit4green den allgemeinen Energieverbrauch um 35 % senken. "Im einfachsten Fall muss lediglich im Winter so viel Arbeitslast wie möglich an den Standort in Rom verlagert und die Serverauslastung im Sommer in Mailand maximiert werden", fährt Pérez fort. "Fit4green ist jedoch schlauer als das: Es rechnet auch die Energiekosten für den Transfer der Arbeitslast aus. Wenn die Kosten für den Transfer höher sind, als die insgesamt eingesparte Energie, ist es unnötig. Außerdem reagieren wir auf die Rückmeldungen der Benutzer. Da einige besorgt sind, wenn ein Softwaretool automatisch Server herunterfährt, haben wir Optionen integriert, bei denen Fit4green nur Empfehlungen für die Betreiber des Rechenzentrums gibt und sie selbst entscheiden lässt, ob sie den Rat befolgen wollen oder nicht." Schnelle Einsparungen Pérez zufolge, lässt sich Fit4green relativ einfach in Rechenzentren einsetzen. "Es ist Open-Source-Software. Natürlich ist eine Beratungs- und Analysephase angebracht, um herauszufinden, wie viel Energie Fit4green sich mit einsparen ließe, und um die Rentabilität zu berechnen. Die Einsatz sollte jedoch relativ einfach sein, da Fit4green lediglich in die Verwaltungssysteme des Rechenzentrums integriert werden muss, sodass es alle benötigten Daten extrahieren kann, und wir haben bereits drei verschiedene Anschlüsse entwickelt." Einige kommerzielle Organisationen und Projektpartner sind bereits dabei, Fit4green in ihre bereits vorhandenen und neuen Rechenzentren zu integrieren. "Energieeinsparungen sind aufgrund der steigen Kosten ein wichtiges Anliegen. Manager von Rechenzentren sind tendenziell sehr konservativ", gibt Pérez zu, "aber wir sind davon überzeugt, dass Fit4green sie davon überzeugen wird, dass es sich lohnt." Link zum Projekt auf CORDIS: - RP7 auf CORDIS - Datenblatt zum Fit4green-Projekt auf CORDIS Link zur Projektwebsite: - Website des Projekts "Federated IT for a sustainable environmental impact" Link zu themenbezogenen Videos: - Videos des Fit4green-Projekts Links zu themenbezogenen Nachrichten und Artikeln: - Feature Stories – Grünere "Cloud" - Pressemitteilung der EK – Digitale Agenda: Internationale Technologiebranche misst eigenen CO2-Fußabdruck Weitere Links: - Website der Europäischen Kommission zur Digitalen Agenda