Rittal sorgt für optimale Lastverteilung in Rechenzentren

Das Forschungsprojekt „AC4DC“ (Adaptive Computing for Green Data Centers) hat sich zum Ziel gesetzt, Rechenzentren hinsichtlich ihrer Auslastung und Energieeffizienz zu optimieren. Durch das seit Mai 2011 laufende Projekt wurden zahlreiche wichtige Erkenntnisse gewonnen. Rittal, Konsortialführer und Projektleiter, hat jetzt die erste praktische Anwendung der Forschungsergebnisse im neuen modularen Rechenzentrumskonzept RiMatrix S präsentiert.

Geht es um Auslastung und Energieverbrauch, werden in vielen Rechenzentren und IT-Umgebungen nur Einzelsysteme betrachtet und optimiert. Kapazitäten bleiben ungenutzt, weil Virtualisierung, die zu einer höheren Auslastung führen könnte, noch nicht in allen Bereichen im Einsatz ist. Diese mangelnde Effizienz führt unter anderem zu einem unnötig hohen Energieverbrauch, der aus Kosten- und Umweltschutzgründen gesenkt werden muss. Schließlich hat die Bundesregierung im Juni 2011 beschlossen, den Stromverbrauch bis 2020 um zehn Prozent zu senken. Ziel des Projekts AC4DC ist es, den Betrieb eines IT-Systems, bestehend aus Anwendern, Server und Speichersystemen, Anwendungen und der physischen Infrastruktur, ganzheitlich zu optimieren.

Algorithmus für Gesamteffizienz

Die ersten Forschungsergebnisse aus AC4DC finden nun in der Praxis Anwendung. Rittals neues standardisiertes Rechenzentrumskonzept RiMatrix S hat Konzepte aus AC4DC umgesetzt, um die Effizienz eines Rechenzentrumsmoduls zu garantieren. Der Controller in RiMatrix S Server-Modulen kombiniert Daten aus allen Infrastrukturkomponenten, um über komplexe, aus Praxisdaten abgeleitete Algorithmen den perfekten Betriebspunkt für das Rechenzentrum zu finden. Auf diese Weise kann er jederzeit die maximale Effizienz sicherstellen.

„Ziel von AC4DC ist es, Rechenzentren so zu verbessern, dass einerseits die IT-Dienstleistungen nach Bedarf bereitgestellt werden, andererseits aber die Hardware kostenoptimal betrieben wird. Im Endeffekt führt das zu niedrigeren Betriebskosten und einem geringeren CO2-Ausstoß“, erklärt Bernd Hanstein, Hauptabteilungsleiter Produktmanagement IT bei Rittal in Herborn.

Die Zukunft des Rechenzentrums hinterfragen

AC4DC ist Teil des Technologieprogramms „IT2Green“, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) aufgelegt wurde. Das Dreijahresprojekt untersucht, wie intelligentes Rechenlast- und Infrastrukturmanagement vom Rechenzentrumsanbieter bis zum -anwender die Energieeffizienz entscheidend verbessern und die Umweltbelastung durch CO2 verringern kann. AC4DC konzentriert sich auf das richtige Management von Angebot und Nachfrage: Wo ist eine digitale Dienstleistung am besten aufgehoben? Direkt vor Ort oder sind an einem anderen Standort die Rahmenbedingungen günstiger? Kostet die Kilowattstunde Strom dort vielleicht etwas weniger oder helfen niedrigere Temperaturen bei der Kühlung?

AC4DC verfolgt drei Ziele: Erstens geht es darum, Speicherplatz in Endgeräten als billigen Backup-Speicher zu nutzen. Zweitens sollen Umgebungsbedingungen wie Wind oder die Außentemperatur bei der Klimatisierung im Rechenzentrum helfen. Und drittens ermittelt AC4DC aus allen Bedingungen vor Ort einen dynamischen Referenzpreis pro Rechenleistungseinheit. Je nachdem wie dieser Preis ausfällt, verschiebt AC4DC Aufgaben innerhalb des Rechenzentrums und auch zwischen den Standorten. Zusammengefasst bedeutet dies die Steigerung der Energieeffizienz durch intelligentes Rechenlast- und Infrastrukturmanagement, vom Anbieter bis zum Anwender.

Verteilte Aufgaben für Forschungspartner

Konsortialführer und Projektleiter Rittal konzentriert sich innerhalb von AC4DC auf die Bereiche Klima und Infrastruktur. Um zu wissen, welche Auslastungen eine typische Aufgabe im Rechenzentrum erzeugt, müssen Daten über Stromaufnahme, Abwärme und Auslastung der Prozessoren vorhanden sein. Forschungspartner wie das OFFIS Institut für Informatik erfassen diese Daten über Schnittstellen in der Klimatisierung und Stromversorgung in einer Analysesoftware. Damit lässt sich feststellen, wie die Auslastung der Dienste und Server zeitlich verläuft und welche Auswirkungen dies auf die Infrastruktur hat. Das Ergebnis sind auslastungsabhängige Powermodelle der Server – die Voraussetzung, um Aufgaben nach ihrem jeweiligen Energieverbrauch einzuordnen.

Insgesamt arbeiten im Projekt AC4DC fünf Projektmitglieder und zwei assoziierte Partner seit 2011 drei Jahre lang zusammen. Als Projektleiter und Verbundkoordinator übernimmt Rittal die Administration und die Kommunikation mit dem BMWi. Der Systemanbieter für IT-Infrastruktur stellt außerdem Testrechenzentren in Herborn und Haiger, Hessen, zur Verfügung. Das OFFIS Institut für Informatik (Oldenburg) implementiert die Regelalgorithmen und führt das Projektbüro. Als Hoster und damit als konkrete Erstanwender fungieren die BTC IT Services GmbH (Oldenburg) und KDO (Kommunale Datenverarbeitung Oldenburg). Die Universität Paderborn entwickelt insbesondere die Algorithmen für die Datenspeicherung auf dezentralen Desktop-Rechnern. Das Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit (Berlin) analysiert und bewertet die bestehenden und optimierten Geschäftsprozesse ökonomisch und ökologisch. (sg)