Bauplan für ein zukunfts­sicheres Rechenzentrum

Effizienz: Die Leistung zählt

Bei der Planung der Leistung spielt vor allem eine Rolle, wie viel Strom für das Rechenzentrum verfügbar ist und wie viel es aufnehmen soll. Im Durchschnitt hat sich ein Startwert von 750 W/m2 als praxistauglich erwiesen, möglich sind bislang bis zu 3000 W/m2. In diesem extremen Bereich ist aber nicht sicher, ob die entsprechende Energiemenge überhaupt zur Verfügung steht - immerhin würde ein RZ dieser Leistungsklasse schon bei nur vier Quadratmetern Fläche genauso viel Strom benötigen, wie ein komplettes Einfamilienhaus (ca. 12 kW).

Bei langfristig steigenden Energiepreisen kann ein Rechenzentrum dieser Dimension schnell unrentabel werden. Bremsen kann man den steigenden Leistungshunger nur mit dem konsequenten Einsatz hocheffizienter Technologie bei Servern und Kühlung, einer möglichst hohen Auslastung im Betrieb sowie einer Weiternutzung der produzierten Abwärmeenergie.

Einen guten Richtwert für die Energieeffizienz eines Rechenzentrums liefert der sogenannte PUE-Wert (Power Usage Effectiveness). Er stellt die gesamte Leistungsaufnahme des Rechenzentrums zur Leistungsaufnahme der IT ins Verhältnis. Das Ziel für ein zukunftssicheres Rechenzentrum sollten Werte zwischen eins (theoretischer Optimalwert) und 1,8 sein. Ein PUE-Wert von zwei sagt aus, dass das Rechenzentrum zwei Watt Leistung benötigt, um für ein Watt Rechenleistung zu produzieren. Bei einem PUE Wert über zwei sollte man umgehend mit dem Energiesparen anfangen. Die Optimierung oder besser Stabilisierung wirkt sich in diesem Bereich sofort auf Kosten und Stabilität des Rechenzentrums aus. Moderne Rechenzentren verfügen unter anderem deshalb über ein ständiges und vollautomatisches Monitoring des PUE Werts.

Ausfallsicherheit durch Redundanz

Die Verfügbarkeitsklasse gibt an, wie ausfallsicher ein Rechenzentrum ist. Eine sehr hohe Verfügbarkeitsklasse benötigen Anlagen, die auf keinen Fall ausfallen dürfen - egal was passiert. Diese Aufgabe lässt sich durch mehrfache Redundanzen lösen: Jede wichtige Komponente ist doppelt oder sogar mehrfach verfügbar (Rechenzentrum, Stromversorgung, Umschalter etc).

Versicherungen und Banken mit sehr hohen Sicherheitsanforderungen treiben die Redundanz ziemlich weit. Beim Ausfall der Hauptanlage übernimmt automatisch die zweite Anlage (auch «Weg» oder «Pfad» genannt). So laufen alle Anwendungen in jedem Fall ohne Unterbruch weiter, und keine Daten gehen
verloren. Um bei Wartungsarbeiten an einzelnen Komponenten nicht auf den kompletten zweiten Pfad umschalten zu müssen, fügt man der Anlage zusätzlich einen flexiblen Versorgungsblock hinzu. Er kann je nach Bedarf an den aktiven Pfad gekoppelt werden und übernimmt dann die Funktionen der Komponenten in der Wartung.

Dieses Konzept heisst 2n+1 (zwei redundante Wege plus ein flexibler Block). Je nach Einsatzzweck gibt es weitere Konzepte, für die Mehrheit der Rechenzentren hat sich n+1 bzw. n+x (eine Hauptanlage mit einem kleineren Block für Systemausfälle) als ausreichend erwiesen.

Raum für Erweiterungen lassen

Der Standort spielt eine zentrale Rolle für die Zukunftssicherheit eines Rechenzentrums. Der potenzielle Bauplatz sollte Raum für mögliche Erweiterungsbauten bieten und gut erreichbar sein, damit Techniker bei unerwarteten Ausfällen schnell vor Ort sein können. Ein naher Anschluss an die Glasfasernetze bedeutet eine bessere Servicequalität durch die freie Wahl der Netzwerkanbieter. Da die meisten Glasfaserkabel in Leerkanälen unter Autobahnen verlaufen, entstehen viele neue Rechenzentren in der Nähe von Autobahnkreuzen - wo die Schaltzentralen für Glasfaserverbindungen liegen.

Das Rechenzentrum sollte natürlich auch vor extremen äusseren Einflüssen wie Erdbeben oder Felsstürzen geschützt liegen. Die Standortwahl kann sich auch positiv auf die Energiebilanz des Rechenzentrums auswirken. Eine konstant niedrige Aussentemperatur ermöglicht das direkte Kühlen mit Aussenluft (Free Cooling, mehr dazu S. 20). Noch besser ist ein naher Fluss, der das Rechenzentrum mit Kühlwasser versorgt. Ehemalige Aluminium- oder Papierfabriken sind unter anderem deswegen interessante Standorte für Rechenzentren: Sie verfügen oft über ein eigenes Kraftwerk und einen Zugang zu ausreichend (Kühl-)Wasser.