Open Compute Projekt – Mehr Gleichstrom und offene Standards im Rechenzentrum

Die laufenden Betriebskosten im Rechenzentrum zu senken, ist für jeden CIO eine Daueraufgabe. Die Initiative »Open Compute Project« (OCP) setzt hierzu auf homogene Rechenzentren und eine zentrale Gleichstromversorgung im Rack. Neue OCP-Produkte und aktualisierte Spezifikationen zeigen, wie attraktiv das Konzept ist.

Wir wollten von Jörg Kreiling, Abteilungsleiter Produktmanagement IT bei Rittal, wissen, für wen sich OCP heute lohnt.

Herr Kreiling, welche Ideen verfolgt das Open Compute Project?

Bei dieser Initiative geht es darum, die Betriebskosten im Rechenzentrum zu verringern und die Skalierbarkeit von IT-Systemen zu steigern. Dies gelingt unter anderem durch eine optimierte Energieversorgung über Gleichstrom im Rack und eine effizientere Kühlung der IT-Komponenten. Gleichzeitig werden aber auch Wartung, Service und Ersatzteilmanagement durch die hohe Standardisierung und den Zugang über die Vorderseite der Racks vereinfacht. Der konsequente Einsatz von Standardmodulen erleichtert zudem die Skalierbarkeit der gesamten Infrastruktur, wodurch der Aufwand für Administration und künftige Erweiterungen minimiert wird.

Wie unterscheiden sich OCP-Schränke von herkömmlichen IT-Racks?

Auf den erst Blick fällt die Breite der Einschübe auf. Zwar hat ein OCP-Schrank eine gängige Breite von 600 mm, jedoch kommen die Einschübe im 21-Zoll-Format anstelle der sonst verwendeten 19 Zoll. Der gesamte Schrank ist knapp 2,20 Meter hoch und komplett von vorne bedienbar. Die Höheneinheiten werden OpenU oder kurz OU genannt und sind mit 48 mm etwas höher als das übliche Format. Die aktiven Komponenten wie Server, Festplatten und Netzwerktechnik müssen auf das neue 21-Zoll-Format ausgelegt sein und werden von vielen der bekannten IT-Hersteller produziert. Wer auf OCP setzt, benötigt daher komplett neue Produkte im IT-Schrank. Durch den Einsatz von Adaptern von 19- auf 21-Zoll-Technik kann herkömmliche Hardware eingesetzt werden.

Was hat sich bei der Energieversorgung genau geändert?

OCP-Racks arbeiten mit einer zentralen Gleichstromversorgung. Es wird pro IT-Rack nur noch ein Netzteil verwendet, das natürlich redundant ausgelegt ist. Da Server, Festplatten und andere Komponenten keine eigenen Netzteile mehr benötigen, verringern sich die Verluste durch Gleichrichter und Spannungswandler. Die Energieverteilung erfolgt an der Rückseite des Racks über eine 12-Volt-Stromleiste und eine automatische Kontaktierung, sobald IT-Komponenten in das Rack geschoben werden. Das erlaubt eine sehr schnelle Montage und einen raschen Austausch einzelner Module im Fehlerfall.

Muss dadurch die Stromeinspeisung in den Technikräumen angepasst werden?

Nein, an der Energieversorgung im Rechenzentrum sind keine Änderungen notwendig – außer an der Stromversorgung. Das OCP-Rack wird von außen wie gewohnt über einen Wechselstromanschluss mit Energie versorgt. Die maximale Anschlussleistung liegt bei 13,2 kW nach der Spezifikation v1. In der neuen OCP v2-Spezifikation sind sogar bis zu 40 kW pro IT-Schrank erlaubt. Da sich die Racks mit redundant ausgelegten Battery-Backup-Modulen ausstatten lassen, wird die Hochverfügbarkeit durch die integrierte Notstromversorgung sehr gut unterstützt. Aber: Es müssen Gleichstrom-USV-Systeme eingesetzt werden. Die Battery-Backup-Module sind optional Bestandteil der zentralen Netzteile (Powershelves).

OCP verspricht, durch eine optimierte Kühlung die Energiekosten im Rechenzentrum zu senken. Wie genau funktioniert das?

Die OCP-Racks werden mit einer Kaltgang-Warmgang-Schottung betrieben, bei der voneinander getrennte Zonen für kalte und warme Luft vorhanden sind. Die Kühlung erfolgt hierbei mit direkt zugeführter Kaltluft. Dies ist natürlich ein Standardverfahren, das aber für sich genommen schon sehr effizient ist. Außerdem erlaubt die Spezifikation der Hardware eine höhere Eingangstemperatur der Kühlluft, sodass die Kaltluft eine Temperatur von rund 30 Grad haben darf. (Im ASHRAE A2 Bereich der Generation 8 sind Servertemperaturen bis 35 Grad möglich.) Die verbesserte Energiebilanz von OCP-Racks ergibt sich schließlich durch die Kombination der thermischen, elektrischen und mechanischen Optimierung.

Für wen genau eignet sich die OCP-Technologie und kann ich damit mein bestehendes Rechenzentrum schrittweise umrüsten?

Zu den Initiatoren von OCP zählt Facebook. Das soziale Netzwerk benötigt extrem große und hochgradig skalierende Rechenzentren mit einer klaren Kostenstruktur. Aus dieser Beschreibung wird schon deutlich, dass insbesondere Betreiber homogener IT-Landschaften von OCP profitieren. Darunter fallen Cloud-Anbieter, Betreiber von Colocation-Rechenzentren oder Organisationen mit leistungsstarken IT-Umgebungen für Forschung und Simulation. Aber auch Betreiber von TK-Infrastrukturen, wie Mobilfunkbetreiber, gehören zur Zielgruppe. Die schrittweise Umstellung macht keinen Sinn, da sich das Konzept nur bedingt für gemischte IT-Umgebungen eignet. Kunden müssten sonst 19- und 21-Zoll-Technik gleichzeitig im Rechenzentrum betreiben, was die Kosten nach oben treibt.

Stromkosten sparen: Rittal bietet seine OCP-Racks mit 12V DC und 48V DC an. Die Racks sind energieeffizient durch Gleichstrom, standardisiert für kürzere Time-to-Market und skalierbar für flexiblere Anpassungen.

Stromkosten sparen: Rittal bietet seine OCP-Racks mit 12V DC und 48V DC an. Die Racks sind energieeffizient durch Gleichstrom, standardisiert für kürzere Time-to-Market und skalierbar für flexiblere Anpassungen.

Die hohe Standardisierung sollte doch auch den Bau neuer Rechenzentren beschleunigen … 

Das ist korrekt, denn bei OCP erhalten die Kunden im Idealfall komplett bestückte und anschlussfertige Serverschränke inklusive aller aktiven Komponenten angeliefert. So werden die OCP-Racks von Rittal aufgestellt, angeschlossen und sind sofort einsatzbereit. Dies ist für die Logistik keine leichte Aufgabe, denn voll ausgebaut darf ein OCP-Schrank bis zu 1.450 Kilogramm wiegen. Die hohe Gewichtsbelastung sollte bei der Planung berücksichtigt werden.

Apropos Planung. Welche Faktoren sind für die wirtschaftliche Entscheidung für oder gegen OCP wichtig?

Allgemeingültige Kriterien, die für jedes Unternehmen passen, lassen sich kaum definieren. Zu unterschiedlich sind Einsatzzweck, Auslastung und geplante Lebensdauer der IT-Systeme. Dazu kommen individuell abweichende räumliche und eventuell sogar klimatische Bedingungen am Standort, die die Wirtschaftlichkeit des Kühlkonzepts beeinflussen. Erste Kriterien können sein, ob das Unternehmen eine hohe IT-Grundlast fährt, homogene IT-Workloads bearbeitet und auf einen dynamischen Ausbau der IT-Landschaft setzt. Letztlich ist immer eine individuelle Analyse notwendig, um die Wirtschaftlichkeit einer OCP-Installation bewerten zu können.

Mit OCP und Open19 sind zwei technologisch unterschiedliche Konzepte am Start, die jedoch ähnliche Ziele verfolgen. Was sollten IT-Verantwortliche hier beachten?

Auch hinter Open19 stehen große Konzerne, wie zum Beispiel Linkedin. Allerdings setzt dieses Projekt auf 19-Zoll-Racks, ist also näher am Industriestandard. Die Stromversorgung erfolgt ebenfalls zentral über Gleichstrom, hier aber mit einem speziellen Kabelbaum auf der Rückseite, um die Komponenten mit Energie zu versorgen.

Bei Rittal verfolgen wir beide Projekte seit Beginn und haben bereits entsprechende IT-Racks entwickelt, die wir in den aktuellen Versionen auf der CeBIT 2017 präsentiert haben. Ob OCP oder Open19, die Entwicklung beider Initiativen zeigt, dass am Markt eine hohe Nachfrage nach standardisiert und homogen aufgebauten IT-Infrastrukturen besteht. Wir unterstützen damit auch die weitere Verbreitung von Cloud Computing sowie den Ausbau von Co-Location- und RZ-Standorten weltweit.

 

Definition Open Compute Project

Die Open-Hardware-Initiative OPC wurde 2011 von Facebook mit dem Ziel ins Leben gerufen, Rechenzentren kostengünstiger und effizienter zu gestalten. Die durchgängige Verwendung von Gleichstrom innerhalb der Racks soll dafür sorgen, dass die Energieeffizienz und die Gesamtbetriebskosten günstiger ausfallen als bei herkömmlichen Technologien. Insbesondere die hohe Standardisierung und Modularität der IT-Racks bietet Einsparpotenziale rund um den Rechenzentrumsbetrieb inklusive Wartbarkeit, sowie Verfügbarkeit von Ersatzteilen und Lagerhaltung. Ursprünglich von Facebook initiiert, haben sich heute viele weitere Unternehmen angeschlossen, darunter beispielsweise AT&T, Cisco, Google, IBM, Intel, Lenovo und Microsoft.

 


Bilder: © Aha-Soft /shutterstock.com, Rittal

 

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