Nachhaltigkeit durch effizienten IT-Betrieb Die Cloud ist wirklich grün

Ein Gastbeitrag von Dr. Manuela Schwarze und Pascal Reddig*

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„Green Cloud“ ist viel mehr als nur ein Modewort. Insbesondere die Cloud-Plattformen der großen Hyperscaler eröffnen Unternehmen eine strategische Option zur Erreichung ihrer Nachhaltigkeitszeile. Das liegt vor allem an vier Faktoren.

Moderne Cloud-Rechenzentren sind für Unternehmen eine strategische Option für die Erreichung ihrer Nachhaltigkeitszeile; ein Cloud-nativer Ansatz hilft, die Vorteile voll auszuschöpfen.
Moderne Cloud-Rechenzentren sind für Unternehmen eine strategische Option für die Erreichung ihrer Nachhaltigkeitszeile; ein Cloud-nativer Ansatz hilft, die Vorteile voll auszuschöpfen.
(Bild: Cybrain - stock.adobe.com)

Zu den aktuellen Hype-Themen der IT zählt auch die „Green Cloud“. Mit diesem neuen Schlagwort sollen die ökologischen Vorteile des Cloud Computing hervorgehoben werden. Dabei handelt es sich aber um deutlich mehr als nur einen Marketing-Hype, denn die Cloud ist in der Tat nachhaltiger als die traditionelle IT vor Ort. Das gilt vor allem für die Cloud-Plattformen der großen Hyperscaler, denn sie haben ganz andere Möglichkeiten, energieeffiziente Rechenzentren aufzubauen als die allermeisten Unternehmen. Vier Faktoren sind dabei entscheidend.

Effizienter IT-Betrieb

Erstens ermöglicht Cloud Computing einen sehr effizienten IT-Betrieb. Da sich sehr viele Unternehmen ein- und dieselben Ressourcen teilen, werden in Summe weniger davon benötigt. So wie das Stromnetz tausende Nutzer miteinander verbindet, deren schwankende Stromnachfrage sich gegenseitig ausgleichen kann, beherbergt die Cloud-Infrastruktur der Hyperscaler tausende von Unternehmen und Millionen von Nutzern, deren unterschiedliche Nutzungsmuster sich gegenseitig ausgleichen. Das verringert die Gesamt-Schwankungen und macht die Lasten berechenbarer.

Generell gilt, dass mit zunehmender Zahl der Nutzer das Verhältnis zwischen Spitzenbedarf und durchschnittlichem Bedarf für die Nutzer abnimmt. Anstatt also die Geräte so zu dimensionieren, dass sie den Spitzenbedarf eines einzelnen Unternehmens decken (beispielsweise Mitarbeiter, die morgens im Büro ankommen und alle gleichzeitig ihre E-Mails abrufen), dimensionieren Hyperscaler ihre Hardware so, dass sie den zeitlich zusammenfallenden Bedarf der gesamten Nutzergruppe decken. Dadurch sind Cloud-Rechenzentren im Schnitt doppelt so effizient wie klassische Rechenzentren und „Co-Locations“.

Zusätzlich ermöglichen neue Methoden wie „follow the sun“ und „follow the wind“ durch die globale Verteilung der Rechenzentren weitere Einsparpotenziale. So können rechenintensive Tasks, zum Beispiel das Trainieren eines Machine-Learning-Modells, das keine Interaktion von Nutzern erfordert, auf der anderen Seite des Globus ausgeführt werden, wenn dort aktuell ein Überschuss an Sonnen- und Windenergie existiert.

Effizientes-IT-Equipment

Zweitens verfügen Hyperscaler über ein sehr effizientes IT-Equipment. Sie müssen einen erheblichen Teil der Betriebskosten für den Stromverbrauch ihrer IT-Ausrüstung aufwenden – mehr als die typische IT-Abteilung eines Unternehmens. Dadurch haben sie einen starken finanziellen Anreiz, die Effizienz ihres IT-Equipments zu optimieren. Sie passen ihre Hardwarekomponenten so an, dass die Geräte schlanker laufen und ein höherer Anteil der eingesetzten Energie für die Bereitstellung nützlicher Ergebnisse verwendet wird.

Ein Beispiel ist der Einsatz von speziell konzipierten Servern, die nur die wirklich benötigten Komponenten enthalten und sich etwa durch den Verzicht auf Gehäuse perfekt in den Kühlprozess des Rechenzentrums einbinden lassen. Die Betrachtung aller Komponenten als geschlossenes System ermöglichen weitere Einsparpotenziale.

Durch die Zusammenarbeit mit Lieferanten bei der Spezifikation und dem Design von Servern und anderen Geräten für maximale Effizienz realisieren Hyperscaler Größenvorteile, die die meisten IT-Abteilungen in Unternehmen nicht erreichen können. Studienergebnisse deuten darauf hin, dass eine spezialisierte, effizientere IT-Ausrüstung den Stromverbrauch um zehn Prozent oder mehr senken kann.

Moderne Infrastruktur

Drittens reduzieren moderne Infrastruktur-Technologien in den Rechenzentren der Hyperscaler den Strombedarf für allgemeine Aufgaben wie Beleuchtung, Kühlung und Stromaufbereitung. So ist es Hyperscalern beispielsweise durch den Einsatz von Machine Learning gelungen, die benötigte Kühlleistung der Rechenzentren um über 30 Prozent zu senken und sie somit effizienter zu betreiben.

Ein gängiges Maß dafür, wie effizient ein Rechenzentrum Strom nutzt, ist die Power Usage Effectiveness (PUE). Diese Kennzahl bildet das Verhältnis zwischen dem Gesamtstromverbrauch und dem an die IT-gelieferten Strom ab. Durch ihre modernen Infrastrukturen erzielen die Rechenzentren der Hyperscaler bessere PUE-Werte als herkömmliche Rechenzentren.

Erneuerbare Energien

Viertens haben Hyperscaler oft viel mehr Möglichkeiten zur Nutzung erneuerbarer Energien. So bauen sie etwa ihre Rechenzentren in Regionen, in denen besonders viele natürliche Ressourcen wie Sonnen-, Wind- oder Wasserkraft als Energiequelle nutzbar sind. Teilweise bauen und betreiben sie sogar eigene Solar- und Windparks. Google hat ein Rechenzentrum in Nevada aufgebaut, das Geothermie nutzt. Das Rechenzentrum des Unternehmens in Belgien wird mit einem Industriekanal gekühlt, das in Finnland mit Seewasser. Das taiwanesische Rechenzentrum von Google speichert kühles Wasser aus der Nacht und nutzt es tagsüber zur Kühlung der Systeme. Kein Rechenzentrum gleicht dem anderen, sondern ist auf die spezielle Umgebung angepasst.

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Durch die Konsolidierung des Strombedarfs eröffnen sich Hyperscalern zusätzliche Potenziale bei der Nutzung von Ökostrom. Da sie nicht nur Strom für ein Rechenzentrum einkaufen, sondern für mehrere in einer bestimmten Region oder sogar global verteilte Rechenzentren, können sie besonders günstige Bedingungen für den Bezug von grünem Strom aushandeln. Das ermöglichte es ihnen, ihre Rechenzentren zu einhundert Prozent mit erneuerbaren Energien zu betreiben.

Viele Cloud-Rechenzentren sind heute nicht nur CO2-neutral, sondern produzieren zum Teil mehr Energie, als sie benötigen und sind somit CO2-negativ. Einige Hyperscaler haben sich das Ziel gesetzt, noch weiter zu gehen und ihre gesamte CO2-Last seit Unternehmensgründung zu neutralisieren. Dazu beteiligen sie sich an Innovations- und Entwicklungsprojekten für Technologien zur CO2-Entnahme aus der Atmosphäre oder setzten Programme zum Schutz der Trinkwasservorkommen, zur Vermeidung und Wiederverwertung von Abfällen sowie zur Erhaltung von Lebensräumen und Artenvielfalt auf.

Cloud-nativer Ansatz erforderlich

Der Druck auf Unternehmen zu mehr Nachhaltigkeit steigt. Ihre Kunden erwarten zunehmend grüne Produkte, ihre Mitarbeiter grüne Arbeitgeber. Der Kapitalmarkt zieht bei der Bewertung von Unternehmen verstärkt Nachhaltigkeitskriterien heran und der europäische Gesetzgeber arbeitet mit der Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) derzeit eine Richtlinie für eine verpflichtende Nachhaltigkeitsberichterstattung von Unternehmen aus. Unabhängig von äußeren Zwängen empfinden aber auch viele Verantwortliche in den Unternehmen eine eigene Motivation und Verantwortung für den Klimaschutz. Es ist ihnen ein inneres Bedürfnis, unseren Kindern eine lebenswerte Welt zu hinterlassen.

Die Cloud-Plattformen der großen Hyperscaler eröffnen Unternehmen eine strategische Option für die Erreichung ihrer Nachhaltigkeitszeile. Mit einem einfachen „Lift and Shift“ der klassischen IT-Infrastruktur in die Cloud ist es dabei aber nicht getan. Um die Vorteile moderner Cloud-Rechenzentren voll auszuschöpfen ist ein Cloud-nativer Ansatz erforderlich. Die Virtualisierung der Infrastruktur als „Infrastructure as a Code“, die einen dynamischen, ortsunabhängigen und elastischen Betrieb ermöglicht, ist dabei ein ebenso wichtiger Baustein wie die Nutzung von Managed Services der Hyperscaler.

Durch weitere Maßnahmen können zusätzlich massive Ressourcen eingespart werden. So müssen viele Systeme nicht 24/7 laufen. Entwicklungssysteme etwa lassen sich auch im 9/5-Modus betreiben. Event Driven Development ermöglicht es Anwendungen, sich selbst zu steuern. Ein Event bedingt ein zweites, das dann erst einen benötigen Workload startet. Zudem bieten die großen Hyperscaler „out of the box“ einen Überblick über den CO2-Verbrauch. Ihre Dashboards erlauben es, den Verbrauch bis hinunter zur Ebene der Applikationen und sogar einzelner Anwendungsbausteine zu monitoren, zu analysieren und zu optimieren.

Der beste und einfachste Weg für Unternehmen zu einer grünen IT führt über die Cloud. Sie sollten jetzt damit beginnen, den Wandel einzuleiten und eine Roadmap für die Migration zu entwickeln. Der IT-Dienstleistungsmarkt bietet bereits spezielle Lösungen und Bausteine, um sie dabei optimal zu unterstützen.

* Über die Autoren
Dr. Manuela Schwarze ist Senior Business-Developerin im Geschäftsbereich Microsoft und Mitglied im Business Development Community Board bei der Adesso SE. Ihr Fokus gilt dabei dem fachübergreifenden Blick und der Verbindung von Technologie und Innovation, um Unternehmen bei der Umsetzung von Transformationsstrategien ganzheitlich zu unterstützen. Pascal Reddig verantwortet als Competence-Center-Leiter das Geschäft von Adesso mit Google Cloud. Mit seinem Team bringt er Unternehmen vom Start-up bis zum Großkonzern in die Cloud und hilft, die Projekte durch Cloud-native Ansätze schnell, risikoarm, kostengünstig und innovativ umzusetzen.

Bildquelle: Adesso SE

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