Emerson zeigt

Rechenzentren

wie sie Energiekosten senken können

Angesichts enger Budgets, Sorgen über die CO2-Bilanz sowie hoher Energiekosten suchen Informationsbeauftragte und IT-Manager nach Mitteln und Wegen, wie sie Geld sparen, den Energieverbrauch senken und ihre leistungshungrigen, wärmeempfindlichen Rechenzentren effizienter gestalten können. Die Energy Logic Strategien von Emerson zeigen ihnen, wie es geht – indem zu allererst die übermäßige Wärmebelastung reduziert wird.

10 Strategien von Emerson,
um die Rechenzentrum-Effizienz zu verbessern

Positionieren Sie den Mauszeiger über den einzelnen Strategien, um mehr zu erfahren.

10%
Reduzierung

Hocheffiziente Prozessoren können den Gesamtstromverbrauch im Rechenzentrum um 10 Prozent reduzieren.

Hocheffiziente Prozessoren

Die typische thermische Verlustleistung (TDP) von in Einsatz befindlichen Prozessoren lag durchschnittlich bei 91 W, als die Modelle entworfen wurden. Jedoch führen Prozessorhersteller auch Versionen mit geringeren Spannungswerten, die im Schnitt 30 Watt weniger verbrauchen als Standardprozessoren – und dabei dieselbe Leistung erbringen wie Prozessoren mit höheren Spannungswerten. Dies kann den Gesamtstromverbrauch in Rechenzentren um 10 Prozent senken.

11%
Reduzierung

Hocheffiziente Netzteile reduzieren die Leistungsaufnahme innerhalb eines Rechenzentrums um 124 kW bzw. um 11 Prozent des Gesamtverbrauchs von 1.127 kW.

Hocheffiziente Netzteile

Der Einsatz der neuesten, hocheffizienten Netzteile sorgt für eine Effizienz über 90 Prozent und reduziert die Leistungsaufnahme im Rechenzentrum um 124 kW bzw. 11 Prozent des Gesamtverbrauchs von 1.127 kW. Beachten Sie, dass einige Netzteile bei Teillast besser arbeiten; diese sind daher vorzuziehen.

8%
Energieeinsparung

Server-Power-Management reduziert die Last des Rechenzentrums um 86 kW bzw. 8 Prozent.

Server-Power-Management

Rechenzentren sind für Spitzenlasten ausgelegt, die nur selten auftreten. Ohne Power-Management-Software liegt die Leistungsaufnahme im Ruhezustand bei 80 Prozent, fällt aber auf 45 Prozent ab, wenn Power-Management aktiviert ist. Dies reduziert die Last des Rechenzentrums um 86 kW, das heißt 8 Prozent.

1%
Reduzierung

Emerson erkannte eine Senkung des gesamten Energieverbrauchs um 1 Prozent, wenn 20 Prozent der Rack-Server gegen Blade-Server ausgetauscht wurden.

Blade-Server

Blade-Server verbrauchen ca. 10 Prozent weniger Strom als gleichwertige Rack-Server, da sich mehrere Server ein Netzteil, Kühllüfter und andere Komponenten teilen. Emerson erkannte eine Senkung des gesamten Energieverbrauchs um 1 Prozent, wenn 20 Prozent der Rack-Server gegen Blade-Server ausgetauscht wurden.

8%
Reduzierung

Diese Virtualisierung führt in einem Rechenzentrum mit einer Grundfläche von 465 m2 zu einer 8-prozentigen Senkung der Leistungsaufnahme.

Server-Virtualisierung

Im Rahmen einer Optimierung von Server-Technologien setzen die Unternehmen verstärkt auf die Virtualisierung als Mittel zur Steigerung der Serverauslastung und zur Reduzierung der Anzahl der benötigten Server. Diese Virtualisierung führt in einem Rechenzentrum mit einer Grundfläche von 465 m² zu einer 8-prozentigen Senkung der Leistungsaufnahme.

2%
Reduzierung

Durch Verwendung einer Stromverteilung mit höherer Spannung kann der Stromverbrauch um bis zu 2 Prozent gesenkt werden.

Stromverteilung mit höherer Spannung

In den meisten US-amerikanischen Rechenzentren versorgen unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) die Server mit einer Spannung von 208 Volt. Wenn die Spannung auf 240 Volt erhöht werden kann, arbeiten die Netzteile in den Servern effizienter. Durch Verwendung einer Stromverteilung mit höherer Spannung kann der Stromverbrauch um bis zu 2 Prozent gesenkt werden.

5%
Reduzierung

Die Effizienz des Kühlsystems kann allein durch den Einsatz der Best Practices um 5 Prozent verbessert werden, wodurch die Energiekosten der Anlage um 1 Prozent reduziert werden.

Best Practices für die Kühlung

Die Implementierung der Best Practices, wie beispielsweise die Abdichtung von Bodenritzen, die Verwendung von Blindplatten in freien Rackbereichen sowie Vermeidung einer Mischung von warmer und kalter Luft, spart Geld. Mit der numerischen Strömungsdynamik (Computational Fluid Dynamics – CFD) können Ineffizienzen identifiziert und der Luftstrom innerhalb des Rechenzentrums optimiert werden. Die Effizienz des Kühlsystems kann allein durch den Einsatz der Best Practices um 5 Prozent verbessert werden, wodurch die Energiekosten der Anlage um 1 Prozent reduziert werden.

4%
Energieeinsparung

Kühlung mit variabler Kapazität spart weitere 4 Prozent bei der Leistungsaufnahme von Rechenzentren ein.

Kühlung mit variabler Kapazität

Neuere Technologien in EDV-Klimaanlagen (Computer Room Air Conditioner – CRAC), wie Digital Scroll-Kompressoren und Lüfterantriebe mit variabler Frequenz, ermöglichen eine hohe Effizienz auch bei Teillast. Mit der kühlwasserbasierten Klimaanlage konnte der Energieverbrauch im Rechenzentrum durch die Kühlung mit variabler Kapazität um 4 Prozent gesenkt werden.

6%
Reduzierung

Der Einsatz einer Ablaufkühlung schafft eine 6-prozentige Reduzierung der Gesamtenergiekosten eines Rechenzentrums.

Ablaufkühlung

Für die Optimierung der Energieeffizienz in einem Rechenzentrum müssen die Zentren wesentlich höhere Dichten unterstützen können. Dies bedeutet, dass ein Teil der Kühllast von den traditionellen CRAC-Einheiten zu Ablaufkühleinheiten verlagert wird, wodurch die Kosten für die Kühlung um 30 Prozent gesenkt werden können. In der Analyse von Emerson wurde für 20 Racks mit einer Dichte von 12 kW pro Rack die Ablaufkühlung eingesetzt. Die verbleibenden 40 Racks mit einer Dichte von 3,2 kW nutzen traditionelle Raumkühlanlagen. Damit konnte eine 6-prozentige Einsparung der Energiekosten im Rechenzentrum erzielt werden.

1%
Einsparung

Dank der Überwachung und Kontrolle auf Systemebene konnten schrittweise Einsparungen von einem Prozent erzielt werden.

Überwachung und Optimierung

Kühlkontrollsysteme können die Bedingungen im gesamten Rechenzentrum überwachen und die Aktivitäten mehrerer Einheiten koordinieren, um Konflikte zu vermeiden. In der Analyse von Emerson konnten dank der Überwachung und Kontrolle auf Systemebene schrittweise Einsparungen in Höhe von einem Prozent erzielt werden.

Die von Emerson empfohlenen Maßnahmen können den Energieverbrauch eines Rechenzentrums um mindestens 50 Prozent senken. .

Emerson zeigt Rechenzentren wie sie Energiekosten senken können

Angesichts enger Budgets, Sorgen über die CO2-Bilanz sowie hoher Energiekosten suchen Informationsbeauftragte und IT-Manager nach Mitteln und Wegen, wie sie Geld sparen, den Energieverbrauch senken und ihre leistungshungrigen, wärmeempfindlichen Rechenzentren effizienter gestalten können.

Im Rahmen einer vom Branchenexperten Jonathan Koomey durchgeführten Studie wurde ermittelt, dass sich der Stromverbrauch von Rechenzentren zwischen den Jahren 2005 und 2010 um schätzungsweise 56 Prozent erhöhte. In der gleichen Studie wird geschätzt, dass Rechenzentren im Jahr 2010 für 1,3 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs verantwortlich waren. In den USA lag der Anteil von Rechenzentren am Gesamtstromverbrauch sogar bei 2 Prozent.

Das hat noch keiner geschafft.Um die Branche bei der Bewältigung dieser Probleme zu unterstützen, hat Emerson Energy Logic entwickelt, den weltweit ersten ganzheitlichen Ansatz für eine Energiesenkung in Rechenzentren auf Basis einer quantitativen Analyse. Hier liegt der Schwerpunkt vormerklich auf einer Reduzierung der übermäßigen Wärmebelastung. Die von Emerson empfohlenen Maßnahmen können den Energieverbrauch eines Rechenzentrums unter Anwendung der bestehenden Technologien um mindestens 50 Prozent senken – und dabei gleichzeitig der Branche weltweit zu einer Energiekostensenkung in Höhe von mehreren Milliarden Dollar verhelfen.

Um diese Maßnahmen zu entwickeln, hat Emerson den Energieverbrauch für ein typisches Rechenzentrum mit einer Fläche von ca. 465 m² modelliert. Die Ingenieure des Unternehmens haben Gelegenheiten zum Energiesparen umsichtig analysiert, die Einsparungen jeder Maßnahme quantifiziert und identifiziert, wie sich der gesenkte Energieverbrauch in einigen Systemen auf den Verbrauch unterstützender Systeme auswirkt.

Die wesentliche Erkenntnis, die aus dieser Analyse gezogen werden konnte, bestand in der Feststellung, dass Energieeinsparungen bei den IT-Geräten die größten Auswirkungen auf den Gesamtverbrauch haben, da sie auch über die unterstützende Infrastruktur realisiert werden (Kaskadeneffekt). Zum Beispiel wirkte sich im Modellrechenzentrum von Emerson eine Einsparung von einem Watt auf Serverkomponentenebene in einer weiteren Einsparung von 1,84 Watt ohne jegliche weitere Maßnahmen aus – das bedeutet eine Gesamteinsparung von 2,84 Watt.

Anhand dieser Analyse hat Emerson die besten 10 Strategien zur Optimierung der Effizienz in Rechenzentren zusammengestellt, die zunächst bei den IT-Geräten angesetzt, anschließend mit der Support-Infrastruktur, einschließlich Kühlsystemen, fortgesetzt werden.

Der Energy Logic Ansatz von Emerson ist ein herstellerneutraler Strategieplan. Alle in Energy Logic empfohlenen Technologien existieren bereits – und viele können stufenweise als Teil der normalen Technologieaktualisierungen eingeführt werden, wodurch der Kapitalaufwand auf ein Minimum reduziert wird. Das Emerson Modell berechnet außerdem die ROI-/Amortisierungszeiten für jede der 10 Strategien, um Unternehmen dabei zu helfen, bessere Entscheidungen über die effizientesten Technologien für ein bestimmtes Rechenzentrum zu treffen.

Diese Strategien bieten außerdem einen weiteren Vorteil, denn die drei wichtigsten Probleme, denen sich Manager von Rechenzentren heutzutage gegenübersehen, können eliminiert werden: Stromversorgung, Kühlung und Stellfläche. Im Modellrechenzentrum von Emerson konnte mit der Implementierung der 10 Strategien von Energy Logic der Platzbedarf um zwei Drittel reduziert werden. Die benötigten USV-Kapazitäten wurden um ein Drittel und die Kapazität für die Präzisionskühlung um 40 Prozent gesenkt

Strategien der Energy Logic von Emerson

Die 10 empfohlenen Strategien zur Verbesserung der Energieeffizienz in einem Rechenzentrum lauten:

1. Prozessoreffizienz: Die typische Verlustleistung (Thermal Design Power – TDP) von Prozessoren liegt heute durchschnittlich bei 91 Watt. Jedoch führen Prozessorhersteller auch Versionen mit geringeren Spannungswerten, die im Schnitt 30 Watt weniger verbrauchen als Standardprozessoren – und dabei dieselbe Leistung erbringen wie Prozessoren mit höheren Spannungswerten. Dies kann den Stromverbrauch in Rechenzentren um 10 Prozent senken.

2. Stromsparende Netzteile: Der Einsatz der neuesten, hocheffizienten Netzteile sorgt für eine Effizienz über 90 Prozent und reduziert die Leistungsaufnahme im Rechenzentrum um 124 kW bzw. 11 Prozent des Gesamtverbrauchs von 1.127 kW. Beachten Sie, dass einige Netzteile bei Teillast besser arbeiten; diese sind daher vorzuziehen.

 

3. Power-Management-Software: Rechenzentren sind für Spitzenlasten ausgelegt, die nur selten vorkommen. Ohne Power-Management-Software liegt die Leistungsaufnahme im Ruhezustand bei 80 Prozent, fällt aber auf 45 Prozent ab, wenn Power-Management aktiviert ist. Dies reduziert die Last des Rechenzentrums um 86 kW, das heißt 8 Prozent.

4. Blade-Server: Blade-Server verbrauchen ca. 10 Prozent weniger Strom als gleichwertige Rack-Server, da sich mehrere Server ein Netzteil, Kühllüfter und andere Komponenten teilen. In seiner Analyse entdeckte Emerson eine Senkung des gesamten Energieverbrauchs um 1 Prozent , wenn 20 Prozent der Rack-Server gegen Blade-Server ausgetauscht wurden. Obwohl es sich bei dieser Senkung nicht um einen sehr hohen Wert handelt, ist sie dennoch von Bedeutung, da sie die in Punkt 9 unten angesprochene Architektur mit hoher Dichte ermöglicht.

5. Server-Virtualisierung: Im Rahmen einer Optimierung von Server-Technologien setzen die Unternehmen verstärkt auf die Virtualisierung als Mittel zur Steigerung der Serverauslastung und zur Reduzierung der Anzahl der benötigten Server. Diese Virtualisierung führt zu einer 8-prozentigen Senkung der Leistungsaufnahme in einem Rechenzentrum mit einer Grundfläche von 465 m².

6. Stromverteilung mit höherer Spannung: In den meisten US-amerikanischen Rechenzentren versorgen die unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV) die Server mit einer Spannung von 208 Volt. Wenn die Spannung auf 240 Volt erhöht werden kann, arbeiten die Netzteile in den Servern effizienter. Durch Verwendung einer Stromverteilung mit höherer Spannung kann der Stromverbrauch um bis zu 2 Prozent gesenkt werden.

7. Best Practices für die Kühlung: Die Implementierung der Best Practices, wie beispielsweise die Abdichtung von Bodenritzen, die Verwendung von Blindplatten in freien Rackbereichen sowie Vermeidung einer Mischung von warmer und kalter Luft, spart Geld. Mit der numerischen Strömungsdynamik (Computational Fluid Dynamics – CFD) können Ineffizienzen identifiziert und der Luftstrom innerhalb des Rechenzentrums optimiert werden. Die Effizienz des Kühlsystems kann allein durch den Einsatz der Best Practices um 5 Prozent verbessert werden, wodurch die Energiekosten der Anlage mehr oder weniger ohne eine Investition in neue Technologie um 1 Prozent gesenkt werden.

8. Kühlung mit variable Kapazität: Neuere Technologien in EDV-Klimaanlagen (Computer Room Air Conditioner – CRAC), wie Digital Scroll-Kompressoren und Lüfterantriebe mit variabler Frequenz, ermöglichen eine hohe Effizienz auch bei Teillast. Mit der kühlwasserbasierten Klimaanlage konnte der Energieverbrauch im Rechenzentrum durch die Verwendung von Antrieben mit variabler Frequenz um 4 Prozent gesenkt werden.

9. Ablaufkühlung: Für die Optimierung der Energieeffizienz in einem Rechenzentrum müssen die Zentren wesentlich höhere Dichten unterstützen können. Dies bedeutet, dass ein Teil der Kühllast von den traditionellen CRAC-Einheiten zu Ablaufkühleinheiten verlagert wird, wodurch die Kosten für die Kühlung um 30 Prozent gesenkt werden können. In der Analyse von Emerson wurde für 20 Racks mit einer Dichte von 12 kW pro Rack die Ablaufkühlung eingesetzt. Die verbleibenden 40 Racks mit einer Dichte von 3,2 kW nutzen traditionelle Raumkühlanlagen. Damit konnte eine 6-prozentige Einsparung der Energiekosten im Rechenzentrum erzielt werden.

10. Überwachung und Optimierung: Kühlkontrollsysteme können die Bedingungen im gesamten Rechenzentrum überwachen und die Aktivitäten mehrerer Einheiten koordinieren, um Konflikte zu vermeiden. In der Analyse von Emerson konnten dank der Überwachung und Kontrolle auf Systemebene schrittweise Einsparungen in Höhe von einem Prozent erzielt werden.

Im Zusammenhang mit den Energy Logic Strategien hat Emerson außerdem einen Energy Logic Effizienzrechner eingeführt, mit dem Manager in Rechenzentren die Energieeffizienz ihrer Anlage messen und die Leistung im Vergleich zum Energieverbrauch beurteilen können. Dieser Effizienzrechner hilft bei der Messung des Fortschritts im Lauf der Zeit, bei der Priorisierung der produktivsten Maßnahmen und bei der Berichterstattung des Fortschritts an das Management.

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