KI-Anwendungen, Kryptomining und Streaming-Dienste sind alles bequeme Dinge, die auch immer mehr von weniger technikaffinen Menschen genutzt werden. Gut, zumindest bei Streamingdiensten ist das der Fall. Diese Entwicklung ist für Rechenzentren mit Herausforderungen verbunden.
Die Energiekosten steigen dramatisch, während gleichzeitig der Druck zur CO₂-Reduktion wächst. Die hierfür eingesetzten Hightech-Systeme erfordern höchste Sicherheitsstandards. Und Spezialisten wie der Golden Eye Sicherheitsdienst können hierbei den professionellen Schutz dieser sensiblen Infrastruktur gewährleisten.
Zu diesen fünf Schlüsseltechnologien gehören beispielsweise die intelligente Flüssigkühlung oder die KI-gesteuerte Lastoptimierung. Durch diese Technologien kann der Energieverbrauch um bis zu 70 % gesenkt und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit gesteigert werden. In den nächsten Abschnitten werfen wir einen genaueren Blick auf diese Innovationen.
Flüssigkühlung 2.0
Bei der modernen Flüssigkühlung in Rechenzentren kommen spezielle dielektrische Flüssigkeiten zum Einsatz. Das Besondere daran? Sie können direkten Kontakt mit den Computerchips haben, ohne Kurzschlüsse zu verursachen. Im Gegensatz zu Luft können die Flüssigkeiten Wärme deutlich effizienter aufnehmen und sie zu Wärmetauschern transportieren.
Eine weitere Besonderheit: Die aufgefangene Wärme kann für die Gebäudeheizung oder industrielle Prozesse weiterverwendet werden. Die gegenwärtigen modernen Systeme können hierbei Kühlleistungen von über 100 Kilowatt pro Rack erzielen. Das ist das dreifache von klassischen Luftkühlungen.
Mithilfe dieser Technologie werden nicht nur dichtere Serverpackungen ermöglicht, sondern auch eine deutliche Senkung des Energieverbrauchs für die Kühlung. Das Einsparpotenzial für Kühlkosten großer Rechenzentren kann dabei bis zu 40 Prozent erreichen und dadurch ebenfalls den CO₂-Ausstoß erheblich reduzieren.
KI-gesteuerte Lastoptimierung
Mustererkennung in den unterschiedlichsten Bereichen ist für KI-Algorithmen ein optimales Anwendungsgebiet. In modernen Rechenzentren ist das gegeben. So können KI-Algorithmen in modernen Rechenzentren kontinuierlich das Nutzungsverhalten analysieren und die Arbeitslast intelligent auf verfügbare Server verteilen.
Um welche Muster geht es hier? Die entsprechende Software erkennt bestimmte Muster in der Serverauslastung und verschiebt basierend darauf rechenintensive Aufgaben in Zeiten günstiger Strompreise oder hoher Verfügbarkeit erneuerbarer Energien.
Ähnlich sieht es bei Hardware-Ausfällen aus. Maschinelles Lernen kann hierbei Ausfälle vorhersagen, bevor sie auftreten. Dadurch kann das System die Rechenleistung in Echtzeit an den tatsächlichen Bedarf anpassen und gegebenenfalls ungenutzte Kapazitäten automatisch herunterfahren.
Durch diese dynamische Optimierung kann auch hier nicht nur Energie gespart, sondern auch die Lebensdauer der Hardware verlängert werden. Das Energieeinsparpotenzial liegt hier für große Rechenzentren bei bis zu 30 Prozent im Vergleich zu statischen Systemen.
Hocheffiziente Stromversorgung
Durch den Einsatz von Netzteilen der neuesten Generation können in Rechenzentren mittlerweile Wirkungsgrade von bis zu 98 Prozent erreicht werden. Wie wird diese Effizienz erreicht? Das geht mit dem Einsatz von Gleichstrom-Versorgungsnetzen. Denn diese vermeiden mehrfache Stromumwandlungen. An Stelle von Wechselstrom und dessen Konvertierung in verschiedene Spannungen verwenden moderne Systeme durchgängig Gleichstrom.
Ein weiterer Punkt ist das modulare Design der Stromversorgung. Dieses kann sich automatisch an die aktuelle Serverlast anpassen und Leerlaufverluste vermeiden. Dadurch wird es heute möglich, mehrere Server-Racks mit einem einzelnen Hochleistungsnetzteil mit Strom zu versorgen. Ein weiterer positiver Effekt dieser Technologie? Sie reduziert nicht nur Energieverluste, sondern erzeugt auch weniger Abwärme. Dadurch können große Rechenzentren bis zu 20 Prozent ihrer Stromkosten im Vergleich zu herkömmlichen Systemen einsparen.
Immersion Kühlungssysteme
Beim Einsatz von Immersionskühlungssystemen wird die komplette Serverhardware in ein spezielles Kühlmedium getaucht. Hierfür wird eine nicht-leitende Flüssigkeit verwendet, die alle Komponenten direkt umspült. Wärme wird dabei wesentlich effizienter aufgenommen als es bei Luft der Fall ist. Um die Effektivität zu messen, orientiert man sich an den sogenannten PUE Werten (Power Usage Effectiveness). Und mit unter 1.1 gehören diese Systeme zu den effizientesten Kühlmethoden überhaupt.
Ein weiterer Vorteil, ähnlich wie die bereits weiter oben erwähnten? Mit dieser Technik können Server viel dichter beieinander stehen. Denn nun sind keine Luftzwischenräume mehr nötig. Zudem kann die Temperatur besser gleichmäßig verteilt werden, wodurch Hotspots vermieden und die Hardware geschont werden kann. Aufgenommene Wärme lässt sich einfach durch Wärmetauscher abtransportieren und dann für andere Zwecke nutzen.
Erneuerbare Energien & Standortoptimierung
Auch Solaranlagen und Windkraftwerke lassen sich in die Infrastruktur moderner Rechenzentren integrieren. Wichtig ist hierbei die richtige Standortwahl. Denn durch die strategische Platzierung in kühlen Klimazonen kann die natürliche Kühlung genutzt und der Energiebedarf für die Klimatisierung erheblich reduziert werden.
Das Problem mit erneuerbaren Energien ist leider oftmals die variierende Verfügbarkeit. Das kann aber über die Smart-Grid-Technologie gelöst werden. Diese kann den Stromverbrauch dynamisch an die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien anpassen.
Des Weiteren können mit dieser Infrastruktur Rechenzentren überschüssige erneuerbare Energie speichern und bei Bedarf ins Netz zurückspeisen. Hierbei ist eine CO₂-Reduktion von bis zu 70 % möglich.
