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CHANNEL FOKUS: USV, Kühlung & Klimatisierung

Wolkige Aussichten für den USV-Markt

| Autor: Dr. Andreas Bergler

Unterbrechungsfreie Stromversorgung, Kühlung und Klimatisierung haben denselben hohen Stellenwert für die Sicherheit von Servern und Rechenzentren.
Unterbrechungsfreie Stromversorgung, Kühlung und Klimatisierung haben denselben hohen Stellenwert für die Sicherheit von Servern und Rechenzentren. (Bild: vladimircaribb - stock.adobe.com)

Bei aller Cloud- und Virtualisierungs-Euphorie: Auch die Daten, das Gold des 21. Jahrhunderts, benötigen einen konkreten Ort, um überhaupt hier auf dieser Welt zu sein. Die physische Umgebung, in der sie sich bewegen, braucht einen besonderen Schutz.

Weil mit der Digitalen Transformation auch die Daten in fast allen Bereichen der Gesellschaft die Macht an sich gerissen haben, wächst der Markt für Rechenzentren in Deutschland seit Jahren überdurchschnittlich stark. Die Daten, so erklärt es Bernd Dürr, Geschäftsführer von Dürr/ RZ, müssen irgendwo, vorzugsweise in Rechenzentren, gespeichert und ver­arbeitet werden. Die dortige Hardware muss natürlich so gestaltet und abgesichert werden, dass sie ein reibungsloses und sicheres Arbeiten mit ihnen ermöglicht. Damit nicht genug: In die Sicherheit der Hardware, also in die gleichbleibende, sichere Stromversorgung und die passenden Umgebungsparameter muss auch aufgrund der wachsenden Datenmenge deutlich mehr investiert werden. Während die Daten mehr und mehr Platz auf den Servern benötigen, steigen zukünftig auch die Anforderungen an deren Verfügbarkeit. „Daher ist die USV-Anlage eines der wichtigsten und elementarsten Teile zur Versorgung des IT-Equipments auf allen Versorgungspfaden“, betont der Rechenzentrumsexperte.

Wachsende Nachfrage nach USV & Klimatisierung

Eine deutliche Steigung der Investitionen in die Rechenzentrums-Infrastruktur erwarten entsprechend dieser Aussichten 81 Prozent der Unternehmen. Das hat die „Studie zu Entwicklung und Zukunft der Rechenzentren 2018“ der 7Alliance ergeben, für die 100 IT-Experten im Sommer vergangenen Jahres befragt wurden. Bemerkenswerterweise erwartet dabei niemand der befragten IT-Experten, dass die Investitionen hierin sinken werden. Und noch ein weiteres Faktum wird den Markt für USV, Kühlung & Co. befeuern: Weit über die Hälfte der für die Studie Befragten glaubt nämlich nicht, „dass der Qualitätslevel des Betreiberteams genauso hoch ist wie der physikalische Verfügbarkeits- und Sicherheitslevel des Rechenzentrums“. Sowohl die Einhaltung allgemeiner Qualitätsstandards als auch die Schutzmaßnahmen für die physische Ebene sollten sich auf demselben Sicherheitslevel treffen.

Zusätzliches Gefährdungspotenzial fürs IT-Equipment entsteht auch durch die ökologisch notwendige Energiewende. Wurde früher noch der Strom großenteils am Ort des Verbrauchs oder in der Nähe davon produziert, so muss er heute, wie etwa bei Offshore-Windkraftanlagen, weit transportiert werden. Weil Strom aus erneuerbaren Energiequellen im Verteilernetz priorisiert wird, erhöht das die Komplexität der Steuerungsprozesse, die dadurch einerseits mehr Angriffsfläche für Hacker bieten, andererseits auch störanfälliger werden.

Schutz für Rechenzentren – Schutz für die Daten

Hauptursachen für Ausfälle im Rechenzentrum sind laut der 7Alliance-Studie Überhitzung und Feuer mit 93 beziehungsweise 91 Prozent – Ursachen, die durch eine vorausschauende Planung ­unter Einbeziehung von Konzepten zur Kühlung und Klimatisierung großenteils hätten eingedämmt werden können. Bald dahinter, nach fehlerhaften Betriebskonzepten (88 %) und dem Einfluss Dritter durch Manipulation (86 %), rangieren bereits die Fälle, die durch den richtigen Gebrauch der (richtigen) USV vermieden werden können: Fehlerhafte USV (86 %) und Stromausfall (85 %).

Ein Erbauer von Rechenzentren muss der Stromversorgung und der Kühlung allerdings denselben Stellenwert für die Datensicherheit einräumen. „Was bringt ­eine sichere Stromversorgung, wenn das IT-Equipment aufgrund von Überhitzung abschaltet?“, fragt Dürr. Während jedoch eine Stromversorgung nie ausfallen darf, darf eine Klimatisierung schon mal für kurze Zeit den Dienst quittieren.

Der Tipp vom Experten: „Da ein Ausfall der Klimatechnik im Sekundenbereich tolerierbar ist, wird sie auch nicht über USV versorgt, aber zumindest über eine Netzersatz-Anlage, die in der Regel nach spätestens 15 Sekunden die Stromversorgung wieder sicherstellt.“ Auch bei der Kühlung hängt es somit vom Verfügbarkeitslevel ab, wie viele Redundanzen vorgesehen werden müssen und wie viel schließlich investiert werden muss.

Je nach den Anforderungen des Kunden und dessen gewünschtem Grad an Verfügbarkeit muss dann die USV-Anlage konfektioniert werden. Sind die Redundanzen festgelegt, muss die geforderte Autonomiezeit bestimmt werden, das heißt die Zeit, die bei einem Netzausfall überbrückt werden muss. Ist eine Netz­ersatzanlage vorhanden, die bei Stromausfall binnen Sekunden die Stromversorgung wiederherstellt, reichen wenige Minuten Autonomiezeit für die USV-­Anlage. Wird die Infrastruktur ohne Netzersatzanlage im Versorgungsnetz betrieben, richtet sich die Autonomiezeit unter anderem danach, wie lange die IT-Systeme geregelt heruntergefahren werden können. Dürrs Erfahrungswert aus der Praxis: „Diese Zeit kann oft sehr lange sein, sofern die Systeme manuell heruntergefahren werden müssen und nachts und am Wochenende noch die Anfahrt der Administratoren berücksichtigt werden muss.“

Wirtschaftlichkeit und Sicherheit

Betreiber von Rechenzentren oder Server-Anlagen stehen damit vor einem Ziel­konflikt, resümieren die Analysten von Lünendonk in einem aktuellen White­paper zum „Facility Management für Rechenzentren“: „Sie müssen sowohl eine Wirtschaftlichkeit sicherstellen, um im internationalen Wettbewerb mithalten zu können, als auch mittels Redundanzen und hoch qualifiziertem Personal das Risiko des Anlagenausfalls geringhalten.“ Dies gilt nicht nur für die IT-Technik, sondern mindestens im selben Maß auch für Gebäudesicherheit, Kühlanlagen, Reinigung, Stromversorgung und Notstromaggregate. Gemäß der Marktbeobachter ist allerdings nur ein Drittel der Betriebskosten eines Rechenzentrums durch ein professionelles Facility Management tatsächlich beeinflussbar. IT und Kühlung gehören nicht dazu, die Wartung der Kühlsysteme, die USV und die Miete der Facility allerdings schon.

Im Spannungsfeld von Kostensenkung und Sicherheitserfordernissen helfen moderne Betreiberkonzepte, neue Technologien und Management-Systeme. So lassen sich besonders bei Kühlung und Klimatisierung langfristig Kosten sparen. Denn rund zwei Terawattstunden Strom, so schätzt der Bitkom, wird in älteren Rechenzentren in Deutschland für Kühlung und Stromversorgung benötigt. Würde dort die Effizienz auch nur um zehn Prozent erhöht, dann könnte dies die Kohlendioxid-Emissionen um etwa 115.000 Tonnen pro Jahr reduzieren – eine Investition, die damit nicht zuletzt auch der Umwelt zugute käme. „Kühlung und Stromversorgung verbrauchen in Rechenzentren ähnlich viel Energie wie die eigentliche Rechentechnik“, bemerkt Christian Herzog, Bitkom-Experte für IT-Infrastruktur. „Anreize zur Modernisierung sind aktuell der größte und effizienteste Hebel im IT-Sektor, um die Treibhausgase kräftig und kurzfristig zu senken.“ Diese Anreize zu Einsparungen von CO2-Emissionen durch Steigerung der Energieeffizienz will die Politik im Rahmen der Energiewende in Zukunft vermehrt auch im Steuer- und Abgabesystem setzen.

Innovative Kühlung und Energiespar-Trends

In der Entwicklung unterschiedlicher Kühltechnologien sprüht die Industrie nachgerade vor Ideen. So schützt beispielsweise die Stadt Marburg das eigene Rechenzentrum mit einer Anlage zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) gegen Überhitzung – und reduziert mithilfe der dabei eingesetzten Adsorptionskältemaschine den Energiebedarf der Server um über 70 Prozent. Die dort verwendete Luftkühlung könnte aber auch schon bald wieder von neuen Technologien, insbesondere von der Wasserkühlung, vom Markt verdrängt werden. Dr. Hans-Joachim Popp, CIO bei der Deutschen Anstalt für Luft- und Raumfahrt (DLR), sieht das Ende der Luftkühlung kommen: „Luft wird als Kühlmedium ­zugunsten leitfähigerer Medien aus dem Rechenzentrum verschwinden“, betonte er auf der Kongressmesse „Future Thinking“. Gemeint sind Flüssigkeiten, bevorzugt Wasser. Allein die Versorgung ist hier schon sehr differenziert und flexibel: Neben Brunnen-, See- und Flusswasser kann auch Grubenwasser zum Kühlen herangezogen werden.

Wem das alles zu kompliziert ist, der kann sich neuerdings auch einfach ein Kühlsystem zur Miete nehmen. Im Rahmen von Cooling as a Service (CaaS oder CoolaaS) können RZ-Betreiber mittlerweile maßgeschneiderte Komplettlösungen beziehen. Damit ist auch schon der nächste Trend gesetzt: die Vereinfachung der Management-Systeme. Ein intelli­gentes Monitoring, das Grenzwertüberschreitungen meldet und rechtzeitig alarmiert, ist heute wichtiger denn je. Bernd Dürr weiß: „Die beste Anlage und Redundanz bringen nicht viel, wenn ein Fehler oder Ausfall nicht bemerkt wird. Da ist die ganze Verfügbarkeit wieder dahin.“

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