17.02.2025

Effiziente Rechenzentren im Zeitalter steigender Leistungsdichten

Die Anforderungen an moderne Rechenzentren wachsen rasant. Steigende Leistungsdichten, neue gesetzliche Vorgaben und der zunehmende Bedarf an energieeffizienten Lösungen stellen Betreiber vor große Herausforderungen. Wie lassen sich Rechenzentren optimal planen und betreiben? Welche Rolle spielt Wasserkühlung, und wie wirkt sich das Energieeffizienzgesetz (EnEfG) auf die Branche aus?

Im Interview gibt Peter auf dem Graben, Senior Data Center Consultant bei dc-ce RZ-Beratung und Experte für Rechenzentrumsplanung und -betrieb, Einblicke in die wichtigsten Entwicklungen, Herausforderungen und Strategien für die Zukunft. Er erklärt, warum eine präzise Abstimmung zwischen IT und Facility Management entscheidend ist, welche Technologien die Energieeffizienz vorantreiben und wie Betreiber auf steigende Leistungsdichten reagieren sollten.

Herr auf dem Graben, warum ist die richtige Planung von Leistungsdichten in Rechenzentren heute wichtiger denn je? Welche Anforderungen stellt das Gesetz an Betreiber, insbesondere im Hinblick auf Energieverbrauch, Abwärmenutzung und Berichtspflichten?

Zunächst zur ersten der beiden Fragen:

Die Spannbreite der Leistungsdichten der IT-Infrastruktursysteme wird immer größer. Eine Kombination unterschiedlicher Leistungsdichten stellt die RZ-Planung vor eine größere Herausforderung als ein homogen besiedeltes Rechenzentrum. Doch unabhängig davon, wie der Whitespace später genutzt wird, muss die RZ-Infrastruktur genau darauf abgestimmt sein, um nicht Gefahr zu laufen, die gesetzlichen Vorgaben für Rechenzentrumsbetreiber zu verletzen.

Es ist richtig, dass Betreiber von Rechenzentren zunehmend in die Pflicht genommen werden, gesetzliche Vorgaben zu erfüllen. Einige dieser Anforderungen wurden bereits genannt – sie alle haben das Ziel, Rechenzentren dauerhaft effizient zu betreiben. Dazu gehört unter anderem, dass der Energieverbrauch zwischen IT- und RZ-Infrastruktur in einem vorgesehenen Verhältnis steht, Abwärme der IT-Infrastruktur zumindest teilweise weiterverwendet wird und ein Messmanagementsystem im RZ installiert ist, mit dem der Betrieb hinsichtlich der Energieverbrauchszahlen überwacht werden kann. Letztendlich müssen diese Daten im RZ-Register an den Bund übermittelt werden.

Welche Auswirkungen hat das neue Energieeffizienzgesetz (EnEfG) auf Rechenzentren?

Um ein Rechenzentrum effizient nach den Vorgaben des EnEfG betreiben zu können, müssen IT-Infrastruktur (benötigter Platz und Leistungsdichte) und RZ-Infrastruktur im Whitespace präzise aufeinander abgestimmt werden. Nur wenn die vorgesehene IT-Infrastruktur mit der kalkulierten Last betrieben wird, kann die gewünschte Effizienz erreicht werden. Rechenzentren müssen daher immer präziser auf ihre Aufgaben ausgelegt werden. Dies erfordert eine höhere Flexibilität hinsichtlich der Skalierbarkeit eines Rechenzentrums.

Wie hat sich der Anstieg der Leistungsdichten in Serverracks auf die Planung, den Betrieb und die physikalische Infrastruktur von Rechenzentren ausgewirkt?

Es lässt sich klar feststellen: Je höher die elektrische Leistungsaufnahme pro Rack wird, desto präziser muss die Kühlung geplant werden. Dabei stoßen wir zunehmend an Grenzen, bei denen Luftkühlung nur noch eingeschränkt effizient funktioniert. Es gibt jedoch spezielle Lösungen, wenn derzeit noch nicht auf luftgekühlte Serversysteme verzichtet werden kann. Ansonsten wird bereits jetzt verstärkt auf Wasserkühlung gesetzt – oder zumindest eine Infrastruktur dafür vorgesehen –, um mit dem nächsten Generationswechsel der IT-Systeme darauf umzusteigen und sich so an veränderte Leistungsanforderungen anzupassen.

Welche Rolle spielt die Energieeffizienz bei der Planung und Modernisierung von Rechenzentren? Welche konkreten Maßnahmen können Betreiber ergreifen, um ihre Rechenzentren nachhaltiger zu gestalten – insbesondere in Bezug auf Stromversorgung, Kühlung und Flächeneffizienz?

Ein häufiges Problem ist, dass Rechenzentren mit überdimensionierten Kapazitäten gebaut und betrieben werden. Dadurch gerät das Verhältnis zwischen der elektrischen Leistung der IT-Infrastruktur und der RZ-Infrastruktur aus dem gewünschten oder – deutlicher ausgedrückt – dem durch das EnEfG vorgeschriebenen Gleichgewicht.

Ein bedeutender Hebel zur Verbesserung der Energieeffizienz ist die direkte Wasserkühlung von Serversystemen. Diese bietet den großen Vorteil, dass Abwärme in vielen Fällen direkt für andere Zwecke weiterverwendet werden kann.

Effiziente Rechenzentren: Herausforderungen und Lösungen im Zeitalter steigender Leistungsdichten