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Energieeffizienz

Früher wurde der Energiebedarf von Informationstechnologie (und damit die Energiekosten) meist als notwendiges Übel angesehen und daher mehr oder weniger ignoriert. Als Daumenregel konnte man vereinfacht annehmen, dass über eine durchschnittliche Einsatzdauer von 3 Jahren 50% der Investitionssumme für die Anschaffung von Informationstechnologie zusätzlich für deren Stromverbrauch zu rechnen war. Geschäftliche Anforderungen zwingen jedoch in zunehmendem Maße zum Einsatz von mehr und komplexerer Informationstechnologie und der passenden Infrastruktur, was den Energiebedarf und somit die Kosten dafür steigen lässt. Die rapide Verteuerung von Energieträgern führt zwangsläufig dazu, dass die Energieaufwandskosten für Informationstechnologie jedoch nicht linear, sondern deutlich überproportional wachsen. Die Kosten für Energie sind bereits heute der am schnellsten steigende Kostenfaktor in jedem Rechenzentrum. Es gibt mittlerweile viele Wege, dieser Entwicklung im eigenen Unternehmen entgegenzuwirken. Einfach weniger Informationstechnologie einzusetzen ist allerdings keine Option, denn die Anforderungen müssen ja schließlich bewältigt werden. Es geht darum, die Effizienz der Informationstechnologie zu erhöhen, um mit weniger Energieaufwandskosten zum gleichen Ergebnis zu kommen. Im Markt werden solche Ansätze auch gerne mit dem englischen Begriff „Green IT“ belegt – solange aber nicht ausschließlich regenerative Energien für die IT aufgewendet werden, wird dieses Ziel nicht erreicht werden. Bis dahin sollte man ins Auge fassen, diesem Ziel möglichst nahe zu kommen. Nutzen Sie die BluVisio-Methodik, um ab sofort Ihre IT effizienter zu machen, Energieressourcen nachhaltiger zu schonen und dabei reale Kosteneinsparungen zu realisieren! Durch unsere Zusammenarbeit mit Spezialisten für Rechenzentrumstechnologie und mit führenden Herstellern von Energie- und Kühlsystemen sind wir in Bezug auf die neusten Branchenentwicklungen und Veränderungen im Energiebedarf von Rechenzentren immer auf aktuellstem Stand.

Ermittlung von Kennzahlen

Am Anfang der Bemühungen um die Steigerung der Energieeffizienz in der Unternehmens-IT steht zunächst die Ermittlung und Analyse der derzeitigen Situation (Ist-Analyse). Hierbei werden zunächst Inventarlisten erstellt und Energie- und Kühlungsbedarfswerte ermittelt, mit deren Hilfe wichtige Kennzahlen errechnet werden können. Insbesondere wird hier auf folgende relative Werte eingegangen:

PUE (Power Usage Effectiveness) – Die allgemein anerkannte Kennzahl gilt  als Größe für die Effizienz eines Rechenzentrums. Hierbei wird der Gesamtenergieverbrauch des Rechenzentrums mit der Gesamtenergieverbrauch der darin installierten IT-Systeme und Komponenten verglichen. Diese Kennzahl errechnet sich wie folgt:

PUE = PRZ / PIT (=Quotient aus Leistungsaufnahme des gesamten Rechenzentrums PRZ & IT-Leistungsaufnahme PIT)

BTU/h (t) – Hierbei wird der gesamte Kühlungsbedarf aller IT-Komponenten im Rechenzentrum ermittelt. Dies ist eine wichtige Größe, um beispielsweise Klimaanlagen passend und zukunftsorientiert zu dimensionieren und die optimale Platzierung zu ermitteln.

UPS (c) – Hierbei wird der Gesamtenergiebedarf aller kritischen IT-Komponenten ermittelt, die unterbrechungsfrei mit Strom versorgt werden müssen. Diese Kennzahl ist insbesondere wichtig für die Planung und Dimensionierung von unterbrechungsfreien Stromversorgungssystemen und Netzersatzanlagen.

BluVisio lässt Sie hierbei natürlich nicht alleine! Wir bieten Ihnen eine solche Analyse und die dazugehörige Kennzahlenermittlung hier als Dienstleistung im Workshop-Format an.

Erhöhung der Nutzungseffizienz

Arbeitsplätze
In den meisten Fällen findet sich in der Unternehmens-IT viel ungenutztes Potenzial – bei genauer Betrachtung oft sogar so viel, dass man das zunächst gar nicht glauben würde. Das fängt oftmals bereits bei den Endgeräten an, welche in vielen Fällen heute immer noch lokal installierte, vollwertige PCs sind. Trotz der Entwicklung stromsparender Netzteile verbraucht ein üblicher Büro-PC nach wie vor verhältnismäßig viel Energie (ca. 70W), der Nutzungsgrad von Rechenleistung und Plattenschreib/-lesevorgängen liegt jedoch in Durchschnitt unter 10%. Hier lässt sich mit einem Umstieg auf mobile Rechner bereits viel erreichen, da ein übliches Notebook deutlich weniger Energie (ca. 20W) benötigt. Mit der Anzahl der Arbeitsplätze multipliziert ergibt sich hier bereits ein stattlicher Wert. Gerne bietet Ihnen BluVisio passende Notebooks von Lenovo an.

Noch energieeffizienter kann an Arbeitsplätzen mit Terminals, sogenannten Thin Clients, gearbeitet werden. Thin Clients haben – wenn überhaupt - ein integriertes Betriebssystem, jedoch keinen eigenen Massenspeicher und beziehen sämtliche Daten und Anwendungen über das Unternehmensnetzwerk von einem zentralen Server, auf dem diese vorgehalten werden. Ein üblicher Thin Client besitzt lediglich einen Energiebedarf von ca. 15W. Der Einsatz von Thin Clients setzt allerdings voraus, dass entweder ein Terminalserverbetrieb oder echte Desktopvirtualisierung im Unternehmen bereits umgesetzt wurde und gewährleistet ist. Thin Clients der Hersteller Igel, Wyse und Chip-PC können Sie bei BluVisio beziehen.

Rechenzentrum
Ein Ansatz, die Energieeffizienz im Rechenzentrum zu erhöhen ist es, den Nutzungsgrad von vorhandenen IT-Ressourcen zu erhöhen. Beispielsweise liegt der typische durchschnittliche Auslastungsgrad eines nicht virtualisierten Servers im Rechenzentrum bei ca. 20% in Bezug auf Rechenleistung und Speicherbedarf. Durch Konsolidierung, am besten in Verbindung mit effizienten Speicherverwaltungstechnologien wie Thin Provisioning und Datendeduplikation, sowie entsprechenden Virtualisierungskonzepten kann der durchschnittliche Auslastungsgrad der IT-Ressourcen auf ca. 65% angehoben werden, wobei gleichzeitig noch Administrationsaufwand optimiert werden kann.

Durch gezielte Optimierung bei der Platzierung von IT-Ressourcen im Rechenzentrum kann mittels Verbesserung des Luftstroms und gleichmäßigerer Verteilung von Hitzequellen darüber hinaus auch der Klimatisierungsbedarf gesenkt werden, was hierbei ebenfalls geringere Energieaufwandskosten bewirkt. Hierzu kann gezielt mit Temperaturmessungen an räumlich verteilten Messpunkten und Wärmebildkameras gearbeitet werden.

Darüber hinaus ist es für die Steigerung der Energieeffizienz im Rechenzentrum wichtig, die in den meisten Geräten vorhandenen Stromsparmodi zu aktivieren. Weiterhin sollte die herstellerseitig angegebene Energieeffizienz möglichst aller IT-Komponenten an sich regelmäßig einer kritischen Prüfung unterzogen und manche Komponenten ggf. durch Effizientere ersetzt. So besitzt zum Beispiel die IBM POWER7 Prozessortechnologie, die in den aktuellen Modellen der IBM Power Systeme von IBM verbaut ist, mit EnergyScale eine intelligente Komponente, die es ermöglicht, die Taktfrequenz des Prozessors – abhängig von den thermischen Bedingungen und der Systemnutzung – dynamisch zu optimieren. Wenn es gewünscht wird und es die Systemumgebung erlaubt, können IBM Power Systeme mit POWER7 die Taktfrequenz der Prozessorkerne automatisch auch über die normale Rate hinaus erhöhen, um zusätzliche Arbeitslast zu bewältigen. Sind dagegen die Anforderungen geringer oder ist die jeweilige Systemumgebung ungeeignet, so wird die Taktfrequenz entsprechend automatisch reduziert, um Energie zu sparen.

Aktives Energiemanagement

Aktives Energiemanagement setzt zunächst eine aktive Überwachung aller angeschlossenen Energieverbraucher voraus. Dies lässt sich mittlerweile sehr elegant über intelligente Stromverteilungseinheiten (PDUs) und USV-Systeme realisieren, die Ihre Messdaten regelmäßig an eine kompatible Überwachungssoftware melden, welche diese dann auf vielfältige Weise darstellen kann. Entsprechende Lösungen und Komponenten von APC und IBM können Sie bei BluVisio beziehen.

Über entsprechende Softwarelösungen für das Energiemanagement können Obergrenzen für den Stromverbrauch von bestimmten Einheiten oder Systemgruppen definiert werden. Außerdem kann hierüber auch die automatische Aktivierung von Stromsparmodi bei temporär nicht genutzten Einheiten geregelt werden, um energieeffizient IT-Ressourcen bedarfsabhängig ein- und ausschalten zu können. Eine solche Softwarelösung für das Energiemanagement, die über die IT hinaus auch Schnittstellen für die Überwachung und das Management der Haus- und Gebäudetechnik bietet, ist der IBM Active Energy Manager, eine Erweiterung des IBM Systems Directors. Auch IBM Tivoli Monitoring stellt übergreifend entsprechende Funktionen bereit.


Ansicht des IBM Active Energy Managers


Ansicht des IBM Active Energy Managers



Eine weitere Softwarelösung für die Überwachung von Strombedarf und Energiemanagement im Rechenzentrum stellt PowerChute Business Edition von APC dar.


APC PowerChute Business Edition

Ansicht APC PowerChute Business Edition


Lizenzen für solche Lösungen sowie die Implementierung und Schulung Ihrer Administratoren vor Ort erhalten Sie bei BluVisio.

Amortisationsanalysen – Kostet es effektiv wirklich etwas?

Ständig kommen neue Entwicklungen auf den Markt, die neue Stromspartechnologien bieten oder Wirkungsgrade in der IT-Technik erhöhen. Durch Einsparungen beim Energie- und Kühlungsbedarf können sich regelmäßig Investitionen in solche neuen Technologien (teil-)amortisieren. Hierfür sollten in festen Zeitabständen entsprechende Amortisationsanalysen durchgeführt werden, um Einsparpotenziale frühzeitig erkennen und einplanen zu können. Dabei ist es zweckmäßig, auf einen Partner zurückgreifen zu können, der sich durch seine Tätigkeit ständig am Puls der Entwicklung bewegt. Gerne unterstützt BluVisio Sie dabei, solche Amortisationsberechnungen durchzuführen und berät Sie bei der Einführung von neuen Technologien.

Optimierung der Infastruktur

Bei der Infrastruktur eines Rechenzentrums findet sich für gewöhnlich enormes Optimierungspotenzial in der Energieeffizienz. Insbesondere muss überprüft werden, ob aktuelle Kühltechnologien wirkungsvoller arbeiten und somit weniger Klimatisierungsbedarf verursachen können. Hier hat sich insbesondere die passive Rücktürkühlung (RHDX Rear Door Heat Exchanger) bei Rackschränken als energieeffizienteste Kühlungsmethode im Rechenzentrum herausgestellt. Hierbei wird die im Rack entstehende Wärme direkt an den Lüftern der Server- und Speichersysteme aufgenommen und durch die wassergekühlten Türen wieder auf die normale Raumtemperatur im Rechenzentrum heruntergekühlt.

RearCool-Rack


Für eine solche Kühlung werden üblicherweise zwei Kühlkreisläufe gebildet. Das Kühlwasser des primären Wasserkreislaufs wird einer zentralen Pumpen- und Verteilereinheit zugeführt. Von da aus werden im sekundären Wasserkreislauf die Rackschränke mit optimal temperiertem Kühlwasser versorgt, womit ein kondensatfreier Kühlbetrieb gewährleistet werden kann.

RearCool-Rack Konzept


BluVisio verwendet für Implementierungen mit passiver Rücktürkühlung die RearCool-Rack Systeme der Lehmann GmbH.

Ebenso sind die Wirkungsgrade bei Geräten für die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV), sowie bei Netzersatzanlagen (Generatoren) zu überprüfen und diese Einheiten ggf. zu erneuern. Auch die Einführung einer sensorgesteuerten Beleuchtung, die nicht benötigte Lichtquellen automatisch abschaltet, trägt zur Steigerung der Energieeffizienz bei – das gilt im Übrigen nicht für das Rechenzentrum, sondern für das gesamte Unternehmen. BluVisio berät Sie bei Ihren Optimierungsvorhaben, prüft die Rahmenbedingungen und Leistungsdaten und übernimmt auf Wunsch die Projektleitung für die notwendigen Implementierungen.