Direct Liquid Cooling: Der Paradigmenwechsel in der Datacenter-Kühlung

Illustration Absmeier foto freepik

Wie Flüssigkeitskühlung Rechenzentren effizienter, nachhaltiger und zukunftsfähig macht – eine technische und strategische Analyse.

 

Rechenzentren verschlingen weltweit 1,3 % des globalen Stromverbrauchs [1], ein großer Teil davon für die Kühlung. Moderne KI-Anwendungen verstärken dieses Problem dramatisch: Sie erzeugen bis zu fünfmal mehr Abwärme als herkömmliche Server und bringen traditionelle Luftkühlsysteme an ihre Grenzen. Direct Liquid Cooling (DLC) verspricht hier Energieeinsparungen von bis zu 40 % gegenüber herkömmlicher Luftkühlung [2] und entwickelt sich vom Nischensegment zum kritischen Erfolgsfaktor. Die Frage ist nicht mehr ob, sondern wann und wie Unternehmen den Sprung wagen.

In den Serverräumen der digitalen Welt tobt ein unsichtbarer Kampf gegen die Physik. Jeder Prozessor, jede GPU und jeder Speicherbaustein wandelt elektrische Energie in Wärme um – und diese Wärme muss kontinuierlich abgeführt werden, um Ausfälle zu vermeiden. Die Zahlen sind ernüchternd: 40 % des Energieverbrauchs eines Rechenzentrums entfallen auf die Kühlung [3]. Während die IT-Welt über effiziente Prozessoren und optimierte Software diskutiert, verschlingt die Klimatisierung unbemerkt Unmengen an Strom.

Eine AFCOM-Studie aus dem Jahr 2024 offenbart das Ausmaß der Herausforderung: 35 % der Rechenzentren mit Luftkühlung stoßen bereits an thermische Grenzen [4], während moderne KI-Anwendungen Rack-Dichten von bis zu 100 kW erfordern – Tendenz steigend. Zum Vergleich: Herkömmliche Server-Racks kommen mit 5-15 kW aus. [5] Diese Entwicklung zwingt die Branche zum Umdenken.

 

Die Dimension des Problems:

  • Globaler Stromverbrauch: Rechenzentren verbrauchen bereits jetzt 1,3 % der weltweiten Elektrizität.
  • KI-Energiehunger: Eine ChatGPT-Anfrage verbraucht zehnmal mehr Energie als eine Google-Suche [6].
  • Kühlungsanteil: In manchen Rechenzentren erreicht der Kühlungsaufwand sogar schon 50 % des Gesamtverbrauchs [7].

Der Markt reagiert auf diese Herausforderung mit der Entwicklung und Bereitstellung entsprechender Lösungen, was eine beeindruckende Dynamik mit sich bringen wird. Von 5,65 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 soll der globale Direct Liquid Cooling-Markt auf 48,42 Milliarden US-Dollar bis 2034 wachsen – eine jährliche Wachstumsrate von 23,96 % [8]. Allein das Direct-to-Chip-Segment – bei dem Kühlplatten direkt auf einzelne Prozessoren montiert werden – wird von 1,85 Milliarden auf 11,89 Milliarden US-Dollar ansteigen [9]. Diese Zahlen spiegeln nicht nur Marktchancen wider, sondern zeigen eine technologische Notwendigkeit.

 

Technologie im Detail: Wenn Physik auf Innovation trifft

Flüssigkeiten transportieren Wärme 1.000-mal effizienter als Luft – diese physikalische Grundwahrheit treibt die DLC-Revolution an. Während Luft eine Wärmekapazität von etwa 1 kJ/(kg·K) besitzt, erreicht Wasser 4,18 kJ/(kg·K). Doch der entscheidende Vorteil liegt in der Wärmeleitfähigkeit: Wasser leitet Wärme fast 25-mal besser als Luft.

Herkömmliche Luftkühlung funktioniert nach dem Prinzip der Konvektion: Warme Luft steigt auf, wird durch Klimaanlagen gekühlt und zirkuliert zurück zu den Servern. Bei niedrigen Leistungsdichten funktioniert dieses System ausreichend. Doch sobald Rack-Dichten 20-30 kW überschreiten, stößt die Luftkühlung langsam an physikalische Grenzen, auch wenn versucht wird, dem mit technischen Maßnahmen noch etwas entgegenzuwirken. Der Luftstrom kann nicht genügend Wärme aufnehmen und transportieren.

 

Direct-to-Chip: Kühlung an der Quelle

Direct-to-Chip Liquid Cooling revolutioniert dieses Prinzip durch direkten Kontakt mit den Wärmequellen. Die Technologie funktioniert über präzise gefertigte Kühlkörper mit internen Kanälen, die direkt auf CPUs und GPUs montiert werden. Eine Flüssigkeit, meist besonders behandeltes Wasser, zirkuliert in geschlossenen Kreisläufen durch diese Kühlplatten und führt die Wärme zu Coolant Distribution Units (CDUs) ab.

Der Prozess im Detail: Die Flüssigkeit strömt, je nach verwendetem Kühlkonzept, Kühlmedium und Systemarchitektur mit einer Temperatur von ca. 20-60° C in die Kühlkörper innerhalb der Server ein, nimmt die Prozessorwärme auf und verlässt diese mit ca. 10 K höherer Temperatur wieder. In der CDU wird sie von einem Primärkühlkreislauf wieder auf die Eingangstemperatur gekühlt. Das Resultat: 70-80 % der Wärme werden direkt über Flüssigkühlung abgeführt. Die verbleibenden 20-30 % entfallen auf periphere Komponenten, die weiterhin luftgekühlt werden können.

 

Aspekt

Luftkühlung

Direct Liquid Cooling

Wärmleitfähigkeit

0,024 W/(m·K)

0,6 W/(m·K) (Wasser)

Max. Rack-Dichte

15-20 kW

100+ kW

Energieeffizienz (PUE)

1,4-1,6

1,03-1,1

Geräuschpegel

70-80 dB

40-50 dB

Platzbedarf Kühlung

30-40 % der Fläche

5-10 % der Fläche

 

 

Technologievarianten im Überblick

1)  Direct-to-Chip Single-Phase:
Die gängigste Variante verwendet Flüssigkeiten, die während des gesamten Kühlkreislaufs flüssig bleiben. Sie ist robust, wartungsarm und für die meisten Anwendungen ausreichend.

2)  Direct-to-Chip Two-Phase:
Hier verdampft die Kühlflüssigkeit direkt am Hotspot und kondensiert später wieder. Diese Methode ermöglicht extrem hohe Kühlleistungen für Anwendungen über 1.000W pro Chip.

3)  Immersionskühlung:
Komplette Server werden in nicht-leitende Flüssigkeiten getaucht. Während diese Methode die höchste Effizienz bietet, erfordert sie spezielle Systeme und ist aufwändiger zu realisieren.

 

Effizienzgewinne in der Praxis: Messbare Erfolge

Die Power Usage Effectiveness (PUE) galt lange als Goldstandard für Datacenter-Effizienz. Ein PUE-Wert von 1,0 würde bedeuten, dass ausschließlich IT-Equipment Strom verbraucht – praktisch unerreichbar. Moderne luftgekühlte Rechenzentren erreichen meist PUE-Werte zwischen 1,4 und 1,6. Direct Liquid Cooling kann diese Werte auf 1,03 bis 1,1 senken [10].

 

Praxisbeispiele: Pioniere der Flüssigkühlung

 

Fall 1: OVHcloud und Data4 – Europäische Vorreiter

Die Partnerschaft zwischen dem französischen Cloud-Anbieter OVHcloud und dem Rechenzentrumsanbieter Data4 in Marcoussis zeigt exemplarisch, wie Direct Liquid Cooling in der Praxis funktioniert. Durch die Integration wassergekühlter Server-Racks direkt in den Kaltwasserkreislauf des Rechenzentrums konnte der Stromverbrauch für die Kühlung um 25 % gegenüber Luftkühlung gesenkt werden. Die Implementierung erfolgte ohne Betriebsunterbrechung durch modulare Hot-Swap-fähige Systeme [11].

 

Fall 2: Lawrence Livermore National Laboratory – Supercomputing-Pionier

Das LLNL betreibt einige der leistungsstärksten Supercomputer der Welt und setzt dabei auf Immersionskühlung. Der Emmy-Supercomputer konnte durch die Umstellung die Rack-Leistungsdichte vervierfachen – von 23,5 kW auf 96 kW pro Rack. Gleichzeitig reduzierte sich der Platzbedarf um 60 % und die Geräuschentwicklung auf unter 45 dB [12].

 

Fall 3: HPE und die Top500-Revolution

HPE gilt als Technologieführer mit seiner 100 % lüfterlosen Systemarchitektur. Diese wird bereits in drei der leistungsstärksten Systeme der Top500-Liste eingesetzt. HPEs DLC-Systeme umfassen ein umfassendes Kühldesign, das alle wesentlichen Serverkomponenten (CPU, GPU, Speicher, Netzwerk) abdeckt und eine skalierbare Kühlung für große Rechenzentren ermöglicht [13].

 

Fall 4: Sabey Data Centers – Retrofit-Erfolg

Sabey Data Centers implementierte 2024 ein Single-Phase-Direct-to-Chip-System in einem bestehenden Rechenzentrum und konnte dadurch den Stromverbrauch um 13,5 % senken. Dies ermöglichte eine höhere Rack-Dichte und eine effizientere Nutzung der Rechenzentrumsfläche [14].

 

Herausforderungen und Hindernisse

Die größte Barriere für den schnellen Durchbruch von Direct Liquid Cooling ist der Investitionsaufwand. Direct Liquid Cooling-Systeme sind in der Anschaffung 30-50 % teurer als Luftkühlsysteme [15] und erfordern spezialisierte CDUs. Bestehende Rechenzentren müssen oft umfangreich umgerüstet werden: Neue Rohrleitungen, verstärkte Böden für das zusätzliche Gewicht und angepasste Stromverteilung.

 

Wartung und Personalqualifikation

Zudem erfordert die Wartung spezialisierte Kompetenzen. Das IT-Personal ist oft nicht mit flüssigkeitsbasierten Systemen vertraut. Typische Wartungsaufgaben umfassen: Regelmäßige Kontrolle des Kühlmittelfüllstands, Überwachung der Wasserqualität und pH-Werte, Inspektion auf Leckagen und Korrosion, sowie Funktionsprüfung der Pumpen und Sensoren. Moderne Systeme bieten zwar weitgehende Automatisierung, aber die Verantwortung für die Systeme erfordert geschultes Personal.

 

Leckage-Risiken: Mythos und Realität

Der »Flüssigkeit + Elektronik = Katastrophe«-Mythos hält sich hartnäckig, entspricht aber nicht der modernen Realität. Direct Liquid Cooling-Systeme verwenden speziell behandeltes Wasser oder Flüssigkeiten, die bei Kontakt mit elektronischen Komponenten Schäden minimieren oder verhindern. Moderne Systeme verfügen außerdem über mehrfache Sicherheitsmechanismen:

  • Lecksensoren: Optische und elektrische Sensoren erkennen kleinste Flüssigkeitsmengen
  • Drucküberwachung: Kontinuierliche Überwachung des Systemdrucks
  • Automatische Abschaltung: Bei Anomalien werden betroffene Bereiche isoliert
  • Redundante Dichtungen: Mehrfach abgedichtete Verbindungen mit unterschiedlichen Materialien

 

Regulatorischer Rückenwind

Während die Technologie ihre Vorteile in der Praxis beweist, schaffen Gesetzgeber zusätzliche Anreize für die DLC-Adoption. Besonders in Europa entstehen regulatorische Rahmenbedingungen, die Direct Liquid zu einer interessanten Alternative machen. Deutschland nimmt bei der Regulierung eine Vorreiterrolle ein. Das Energieeffizienzgesetz (EnEfG) schreibt ab Juli 2026 PUE-Werte von ≤ 1,2 für neue Rechenzentren vor – ein Ziel, das ohne Flüssigkühlung kaum erreichbar ist. Bestehende Rechenzentren müssen ab 2027 einen PUE von ≤ 1,5 und ab 2030 ≤ 1,3 erreichen.

Zusätzlich führt das Gesetz eine Abwärmenutzungspflicht ein: Neue Rechenzentren müssen ab Juli 2026 mindestens 10 %, ab 2028 sogar 20 % der Abwärme nutzen. Direct Liquid Cooling-Systeme erleichtern diese Anforderung erheblich, da sie höhere Vorlauftemperaturen liefern.

 

EU-weite Initiativen und F-Gase-Verordnung

Die überarbeitete F-Gase-Verordnung der EU verschärft die Regulierung fluorierter Treibhausgase, die in vielen herkömmlichen Kältemaschinen eingesetzt werden. Das Ziel: drastische Reduktion bis 2030 und vollständiges Verbot bis 2050. Da DLC-Systeme, bei hohen Systemtemperaturen ohne zusätzliche Kältemaschinen auskommen, sofern die Wärme nicht ohnehin weiterverwendet wird, profitieren sie direkt von dieser Entwicklung. Länder wie Finnland und Norwegen haben bereits Vorschriften zur Integration von Rechenzentrumsabwärme in städtische Wärmenetze eingeführt – ein Trend, der sich europaweit verstärkt [16].

 

Zukunftstechnologien: Die nächste Generation der Kühlung

Die Entwicklung steht nicht still: Forscher und Hersteller arbeiten an der nächsten Generation von Kühltechnologien, die noch effizienter und vielseitiger werden sollen. Dabei zeichnen sich mehrere vielversprechende Ansätze ab, die das Potenzial haben, die Branche erneut zu transformieren:

  • Zwei-Phasen-Kühlung der nächsten Generation: Systeme wie Supermicros DLC-2 nutzen verdampfende Flüssigkeiten für deutlich höhere Effizienz. Diese Technologie verspricht erhebliche Energieeinsparungen und niedrigere Gesamtbetriebskosten gegenüber herkömmlichen Methoden. [17]
  • Mikrokonvektive Kühlung: JetCools innovative Technologie verwendet Arrays kleiner Flüssigkeitsstrahlen, die präzise auf Hotspots gerichtet sind. Dies ermöglicht die Kühlung auch extrem leistungsstarker Chips für anspruchsvollste Anwendungen [18].
  • KI-optimierte Kühlsysteme: Intelligente Algorithmen überwachen kontinuierlich Temperaturen, Durchflussraten und Systemleistung, um die Effizienz in Echtzeit zu optimieren. Diese Systeme können Ausfälle vorhersagen und präventive Wartung einleiten.

 

Materialinnovationen und Nachhaltigkeit

Parallel zu den Systemverbesserungen verändern neue Materialien die Grundlagen der Flüssigkühlung. Diese Entwicklungen zielen darauf ab, Direct-Liquid-Cooling-Systeme langlebiger, umweltfreundlicher und wartungsärmer zu gestalten.

  • Korrosionsfreie Hochleistungspolymere: Anbieter wie GF Piping Systems setzen auf thermoplastische Rohrsysteme, die leichter, langlebiger und korrosionsfrei sind. Sie bieten innovative Verbindungstechnologien für schnellere und sicherere Installation [19].
  • Optimierte Wasser-Glykol-Mischungen: Hersteller entwickeln spezialisierte Kühlmittel wie Castrol ON Direct Liquid Cooling PG 25 für Direct-to-Chip-Systeme. Diese Propylenglykol-Formulierung bietet verbesserten Korrosions- und bakteriellen Wachstumsschutz für längere Wartungsintervalle [20].

 

Integration in Cloud- und Edge-Computing

Hyperscaler wie Google, Microsoft, Amazon und Meta setzen auf flüssigkeitsgekühlte Racks und standardisierte Stromverteilungs- und Kühlungsarchitekturen für maximale Effizienz. Google berichtet von einer Vervierfachung der Compute-Dichte durch Direct Liquid Cooling bei gleichbleibender Zuverlässigkeit [21]. Im Edge-Computing ermöglicht Direct Liquid Cooling kompakte, hochdichte Installationen in städtischen Umgebungen, wo Platz und Geräuschentwicklung kritische Faktoren sind.

 

Marktausblick: Der Wendepunkt naht

Der Direct Liquid Cooling-Markt entwickelt sich regional sehr unterschiedlich, geprägt von verschiedenen Treibern und Prioritäten. Nordamerika führt mit rund 40 % Anteil am globalen Markt [22], getrieben durch Hyperscaler wie Google und Meta. Europa fokussiert stark auf ESG-Ziele mit einem prognostizierten Marktvolumen von 8,88 Milliarden US-Dollar bis 2034 [23]. Asia-Pacific zeigt das schnellste Wachstum (CAGR: 21,8 %), angetrieben durch KI-Investitionen in China und Indien [24].

 

Strategische Handlungsempfehlungen für Entscheidungsträger

Die Entscheidung für Direct Liquid Cooling ist komplex und erfordert eine durchdachte Herangehensweise. Während die technischen Vorteile klar belegt sind, hängt der Erfolg einer DLC-Implementierung maßgeblich von der richtigen Strategie und dem passenden Zeitplan ab. Die folgenden Empfehlungen helfen dabei, typische Fallstricke zu vermeiden.

 

Kurzfristige Maßnahmen (0-12 Monate)

  • Assessment und Planung: Führen Sie eine umfassende Bewertung Ihrer aktuellen Kühlinfrastruktur durch. Identifizieren Sie Bereiche mit hoher Rack-Dichte oder geplanten Kapazitätserweiterungen als Kandidaten für Direct Liquid Cooling. Eine Grundregel: Ab 15 kW pro Rack wird Direct Liquid Cooling wirtschaftlich interessant.
  • Pilotprojekte initiieren: Beginnen Sie mit einem begrenzten Pilotbereich – idealerweise 5-10 Racks mit KI- oder HPC-Workloads. Dies minimiert das Risiko und liefert wertvolle Erfahrungen ohne Vollumstellung der gesamten Infrastruktur.
  • Lieferantenauswahl: Evaluieren Sie mindestens drei Anbieter basierend auf technischer Reife, Referenzen und Service-Qualität. Achten Sie besonders auf lokale Wartungskompetenzen und Ersatzteilversorgung.

 

Mittelfristige Strategie (1-3 Jahre)

  • Hybride Implementierung: Setzen Sie auf einen schrittweisen Ansatz mit 70-75 % Liquid Cooling für High-Density-Bereiche und behalten Sie Luftkühlung für Standard-IT bei. Dies reduziert die Komplexität und Kosten bei maximaler Effizienzsteigerung.
  • Personalentwicklung: Investieren Sie in spezialisierte Schulungen für Ihr Wartungspersonal. Die Kosten amortisieren sich schnell durch reduzierten externen Service-Bedarf.
  • Infrastruktur-Modernisierung: Planen Sie notwendige Gebäudeanpassungen: verstärkte Böden für das zusätzliche Gewicht der Kühlinfrastruktur, erweiterte Rohrleitungen und angepasste Stromverteilung. Bei Neubauten sollte die Direct Liquid Cooling-Readiness von Anfang an mitgeplant werden.

 

Langfristige Positionierung (3-10 Jahre)

  • Vollintegration in die IT-Strategie: Direct Liquid Cooling wird zur Grundvoraussetzung für KI-Workloads und Edge-Computing. Planen Sie Ihre Technologie-Roadmap entsprechend und berücksichtigen Sie DLC bei allen Kapazitätserweiterungen.
  • Nachhaltigkeitsstrategie: Nutzen Sie DLC als Enabler für Wärmerückgewinnung und reduzierten Energieverbrauch. Die höheren Vorlauftemperaturen von DLC-Systemen eignen sich ideal zur Wärmerückgewinnung. Gleichzeitig wird Energieeffizienz zunehmend zu einem Compliance- und Wettbewerbsfaktor.

 

Branchenspezifische Anwendungen und Potenziale

Direct Liquid Cooling entfaltet sein Potenzial je nach Branche unterschiedlich stark. Während einige Sektoren von den Effizienzgewinnen profitieren, sind andere auf die höhere Leistungsdichte angewiesen, um überhaupt wettbewerbsfähig zu bleiben.

Finanzdienstleistungen: Hochfrequenzhandel und Compliance: Im Finanzsektor, wo Millisekunden über Millionen entscheiden, ermöglicht Direct Liquid Cooling höhere Prozessortaktraten ohne Thermal Throttling (automatische Leistungsreduktion bei Überhitzung). Hochfrequenz-Handelssysteme profitieren von stabileren Performance-Profilen und reduzierter Latenz-Variabilität durch konstante Betriebstemperaturen.

Forschung und Wissenschaft: Universitäten und Forschungseinrichtungen können mit Direct Liquid Cooling deutlich mehr Rechenleistung pro Quadratmeter realisieren. Das Emmy-Beispiel zeigt: Eine Vervierfachung der Rack-Dichte bei 60 % weniger Platzbedarf ermöglicht größere Cluster in bestehenden Gebäuden.

Cloud-Provider: Hyperscaler wie Google berichten von einer Vervierfachung der Compute-Dichte durch Direct Liquid Cooling. Dies ist besonders in teuren urbanen Lagen entscheidend, wo Grundstückspreise die Wirtschaftlichkeit bestimmen.

Gaming und Content Creation: High-End-Gaming-Server und Content-Rendering-Farmen können mit Direct Liquid Cooling kontinuierlich im »Boost«-Modus laufen, ohne durch thermische Limits gedrosselt zu werden. Dies erhöht die nutzbare Performance um 15-25 %.

 

Umweltauswirkungen und Nachhaltigkeitsaspekte

Lifecycle-Analysen zeigen: DLC-Systeme reduzieren die CO₂-Emissionen von Rechenzentren erheblich. Die Einsparungen ergeben sich sowohl aus dem geringeren Energieverbrauch als auch aus verbesserten Möglichkeiten zur Wärmerückgewinnung. Ein Großteil der Abwärme kann potenziell für Fernwärme genutzt werden. Zudem benötigen DLC-Systeme mit hohen Systemtemperaturen weniger Wasser als herkömmliche Systeme, welche bei hohen Außentemperaturen oft zusätzlich Verdunstungskühlung nutzen – eine wichtige Verbesserung angesichts zunehmender Wasserknappheit in vielen Regionen.

 

Technische Risiken und Mitigation-Strategien

Trotz aller Vorteile bringt Direct Liquid Cooling spezifische technische Herausforderungen mit sich, die eine professionelle Herangehensweise erfordern. Die wichtigsten Risikofaktoren lassen sich jedoch durch bewährte Strategien erfolgreich minimieren.

  • Korrosion und Materialverträglichkeit – Langzeittests zeigen: Korrosion tritt hauptsächlich bei unsachgemäßer Wasserqualität oder inkompatiblen Metallkombinationen auf. Moderne DLC-Systeme verwenden korrosionsresistente Materialien und Additive, die das Risiko minimieren. Regelmäßige Wasseranalysen (alle 3-6 Monate) sind dennoch essenziell.
  • Ausfallsicherheit und Redundanz – Kritische Systeme erfordern redundante Kühlkreisläufe. Die Regel: N+1-Redundanz für CDUs und Rückkühlung, sowie doppelte Rohrleitungsführung und Hydraulik für mission-critical Anwendungen. Dies erhöht die Investitionskosten um 20-30 %, gewährleistet aber sehr hohe Verfügbarkeiten [25] des Kühlsystems.
  • Lebensdauer und Wartungszyklen – DLC-Komponenten haben eine unterschiedliche Lebensdauer: Cold Plates halten 10-15 Jahre, CDUs 7-10 Jahre, Rohrleitungen 15-20 Jahre. Eine strukturierte Wartungsplanung ist entscheidend für langfristige Effizienz.

 

Zukunftsszenarien: Rechenzentren 2030+

Die Weichenstellungen der kommenden Jahre werden die Rechenzentrumslandschaft fundamental prägen. Während sich die Branche einig ist, dass sich etwas ändern muss, zeichnen sich verschiedene mögliche Entwicklungspfade ab – mit unterschiedlichen Auswirkungen auf Technologie, Investitionen und Wettbewerbsfähigkeit.

 

Szenario 1: DLC als Standard

In diesem wahrscheinlichsten Szenario werden bis 2030 über 70 % der neuen Rechenzentren über 1 MW mit DLC ausgestattet sein. Luftkühlung bleibt nur noch für kleinere Edge-Installationen und Legacy-Systeme relevant. PUE-Werte unter 1,05 werden zum Standard.

 

Szenario 2: Immersionskühlung-Durchbruch

Wenn Immersionskühlung ihre aktuellen Nachteile (komplexe Wartung, spezialisierte Hardware) überwindet, könnte sie Direct-to-Chip teilweise ablösen.

 

Szenario 3: Hybrid-Cloud-Integration

Intelligente Workload-Verteilung basierend auf Kühlungseffizienz: Compute-intensive Tasks wandern automatisch zu den effizientesten Rechenzentren. DLC-Rechenzentren werden zu bevorzugten Knoten in globalen Cloud-Netzwerken.

 

Fazit: Die stille Revolution ist in vollem Gange

Direct Liquid Cooling steht am Wendepunkt vom Spezialbereich zur Standardtechnologie. Die Kombination aus regulatorischem Druck, explodierenden KI-Anforderungen und drastischen Effizienzgewinnen macht diese Technologie unverzichtbar. Die Frage ist nicht mehr »ob«, sondern »wann« und »wie« Unternehmen den Übergang vollziehen.

Die Pioniere haben bereits bewiesen, dass DLC funktioniert. Die Technologie ist ausgereift, die Anbieter etabliert und die Wirtschaftlichkeit belegt. Was bleibt, ist die strategische Entscheidung: Als Vorreiter profitieren oder als Nachzügler reagieren.

Die stille Revolution findet dort statt, wo sie am wenigsten sichtbar ist: In den Kühlsystemen der digitalen Infrastruktur. Doch ihre Auswirkungen sind alles andere als still – sie werden die Effizienz, Nachhaltigkeit und Leistungsfähigkeit der gesamten IT-Branche fundamental verändern.

Für Entscheidungsträger bedeutet dies: Die Zeit der Beobachtung ist vorbei. Wer heute die Weichen für Direct Liquid Cooling stellt, positioniert sich für eine Zukunft, in der Rechenzentren nicht nur leistungsfähiger und nachhaltiger, sondern auch wirtschaftlicher werden. Die stille Revolution wartet nicht – sie findet jetzt statt.

(Bildrechte: Prior1)

Tobias von der Heydt, Geschäftsführer bei Prior1

 

 

 

 

 

Quellen

1 https://www.ifri.org/en/papers/ai-data-centers-and-energy-demand-reassessing-and-exploring-trends-0  
2 https://www.deutschlandfunk.de/kuenstliche-intelligenz-energieverbrauch-klimaschutz-nachhaltigkeit-umwelt-atomkraft-100.html  | https://www.dell.com/en-us/blog/when-to-move-from-air-cooling-to-liquid-cooling-for-your-data-center/  
3 https://www.mckinsey.com/industries/technology-media-and-telecommunications/our-insights/investing-in-the-rising-data-center-economy
4 https://www.facilitiesdive.com/news/afcom-data-center-world-report-energy-demand-security-technology/708254/
5 https://www.datacenterfrontier.com/cooling/article/55281394/coolit-and-accelsius-push-data-center-liquid-cooling-limits-amid-soaring-rack-densities | https://www.rackmountsolutions.net/data-center-news/the-expanding-ai-data-center-and-growing-server-rack-power-demands/
6 https://www.heise.de/news/ChatGPTs-Stromverbrauch-Zehnmal-mehr-als-bei-Google-9852126.html
7 https://www2.deloitte.com/us/en/insights/industry/technology/technology-media-and-telecom-predictions/2025/genai-power-consumption-creates-need-for-more-sustainable-data-centers.html
8 https://www.globenewswire.com/news-release/2025/02/05/3021305/28124/en/48-42-Billion-Data-Center-Liquid-Cooling-Markets-2024-2025-and-2034-Key-Growth-Drivers-Include-Advanced-Technologies-such-as-Immersion-and-Direct-to-Chip-Cooling.html
9 https://www.gminsights.com/industry-analysis/direct-to-chip-liquid-cooling-market
10 https://www.dell.com/en-us/blog/when-to-move-from-air-cooling-to-liquid-cooling-for-your-data-center/
11 https://www.data4group.com/en/datacenter-dictionary/liquid-cooling-in-data-centers-a-revolution-in-energy-efficiency/
12 https://www.supermicro.com/en/pressreleases/supermicro-scalable-liquid-cooled-supercomputing-cluster-deployed-lawrence-livermore
13 https://www.hpe.com/us/en/newsroom/press-release/2024/10/hpe-announces-industrys-first-100-fanless-direct-liquid-cooling-systems-architecture.html
14 https://jetcool.com/post/sabey-data-centers-recommends-jetcools-smartplate-liquid-cooling-system-to-colocation-customers-with-high-density-it-server-deployments/
15 https://www.boydcorp.com/blog/energy-consumption-in-data-centers-air-versus-liquid-cooling.html
16 https://yle.fi/a/74-20018093  |
17 https://www.supermicro.com/en/solutions/liquid-cooling
18 https://jetcool.com/technology/
19 https://www.gfps.com/en-fi/about-us/media-center/news-details.html/news/gfps/2023/hq/beyond-cool–gf-piping-systems-aims-to-expand-its-role-in-the-data-center-industry
20 https://www.datacenterdynamics.com/en/news/castrol-launches-new-direct-to-chip-cooling-fluid/
21 https://www.techradar.com/pro/microsoft-google-and-meta-have-borrowed-ev-tech-for-the-next-big-thing-in-data-center-1mw-watercooled-racks
22 https://www.gminsights.com/industry-analysis/data-center-liquid-cooling-market
23 https://www.globenewswire.com/news-release/2025/05/14/3081506/0/en/Europe-Data-Center-Liquid-Cooling-Market-Analysis-and-Forecast-2024-2034-Innovative-Liquid-Cooling-Solutions-Propel-Europe-Towards-a-Greener-Future.html
24 https://www.gminsights.com/industry-analysis/data-center-liquid-cooling-market
25 https://www.csemag.com/how-to-design-piping-systems-for-data-centers-that-require-liquid-cooling/ | https://phoenixnap.com/kb/n-1-redundancy  

 

93 Artikel zu „Flüssigkeitskühlung“

Direct-to-Chip-Flüssigkeitskühlung – KI und der steigende Energiebedarf der Rechenzentren

KI-Workloads treiben den Energieverbrauch von Rechenzentren deutlich in die Höhe. Neue Algorithmen, energieeffizientere GPUs und innovative Kühlungsansätze können den Stromhunger durchaus reduzieren. Der beste Ansatz ist jedoch die Direct-to-Chip-Flüssigkeitskühlung, um den PUE-Wert zu senken und die Energieeffizienz zu verbessern.

Nachhaltigkeit und Performance bei Rechenzentren – Flüssigkeitskühlung gewinnt zunehmend an Bedeutung

Server für KI stoßen schnell an die Grenzen der Luftkühlung. Es ist daher eine Reihe von Flüssigkeitskühlungen erforderlich, von Wärmetauschern an der Rückseite der Tür über die direkte Kühlung des Chips bis hin zum vollständigen Eintauchen des Systems, um den PUE-Wert in einem Rechenzentrum auf nahezu 1,0 zu senken. Michael McNerney, Senior Vice President Marketing and Network Security gibt noch weitere Einblicke in die innovativen Entwicklungen bei Supermicro.

Flüssigkeitskühlung reduziert den Stromverbrauch im Rechenzentrum – Stay cool

Schätzungen zufolge werden Rechenzentren ab 2021 zwischen 1 und 3 Prozent der weltweiten Stromerzeugung verbrauchen. Ein erheblicher Teil dieses Stroms stammt, je nach geografischer Lage, aus fossilen Brennstoffanlagen. Um den CO₂-Fußabdruck von Rechenzentren zu reduzieren und die Betriebskosten zu senken, sollten neue Technologien implementiert werden, die die Kühlkosten des Rechenzentrums senken und die Power Usage Effectiveness (PUE) erhöhen.

KI-Rechenleistung und 5G-Konnektivität: Unternehmenskonnektivität für Edge-KI-Systeme

Ericsson und Supermicro erkunden Zusammenarbeit bei innovativem 5G-Bündel für eine schnelle Bereitstellung mehrerer KI-Edge-Anwendungen. Ericsson und Supermicro haben ihre Absicht bekannt gegeben, eine strategische Zusammenarbeit einzugehen, um den Einsatz von Edge-KI zu beschleunigen. Die Parteien haben eine Absichtserklärung unterzeichnet, um die Kombination der 5G-Konnektivität von Ericsson Enterprise Wireless Solutions mit den Edge-KI-Plattformen von Supermicro als…

BSI fordert robuste Cybersicherheit für die Energieversorgung

Eine sichere Stromversorgung ist Grundlage unseres gesellschaftlichen Lebens – das zeigt nicht erst das knapp eintägige Blackout auf der iberischen Halbinsel. Energiesicherheit ist eine zentrale Säule in der deutschen Sicherheitsarchitektur. Gleichzeitig stuft das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) die Bedrohung für Kritische Infrastrukturen aus dem Cyberraum als hoch ein. Der Energiesektor steht dabei…

Mehr als ein Protokoll: Warum pNFS v4.2 zum Schlüssel für Hochleistungs-KI wird

In nahezu allen Branchen wächst die Erkenntnis: Der gezielte Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) und Deep Learning (DL) wird zunehmend zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor – insbesondere dann, wenn es darum geht, unstrukturierte Daten effizienter auszuwerten. In einer IDC Marktnotiz (cf SC2024) wird deutlich, wie stark der Fokus auf Innovationen in den Bereichen KI im Kontext von…

Klimaanlagen: Der Sommer heizt die Anforderungen an die Energieeffizienz an

 Erfahren Sie, wie (und warum) Sie Klimaanlagen optimieren müssen. Klimaanlagen verbrauchen bereits 7 % des weltweiten Stroms – Experten warnen, dass sich der Bedarf bis 2050 verdreifachen könnte, was eine intelligentere Kühlung zu einer globalen Priorität macht.   Wenn der Sommer kommt, weicht das »H« (Heizung) in HVAC (HVAC steht für Heating, Ventilation, and Air…

Cool Computing – warum die Zukunft der Elektronik in der Kälte liegen könnte

Moderne Computerchips erzeugen viel Wärme – und verbrauchen entsprechend große Mengen Energie. Ein vielversprechender Ansatz zum Stromsparen könnte dagegen in der Kälte liegen. Einsparungen von bis zu 80 Prozent scheinen möglich, wie eine Analyse eines internationalen Forschungsteams um Prof. Qing-Tai Zhao vom Forschungszentrum Jülich zeigt.   Die Arbeit entstand in enger Kooperation mit Prof. Joachim…

Warum klassische IT an modernen Simulationen scheitert

In vielen industriellen Entwicklungsabteilungen ist es inzwischen Alltag, dass Bauteile oder ganze Systeme erst Monate nach ihrem virtuellen Test zum ersten Mal physisch gebaut werden. Getestet wurde da längst – aber in der Simulation. Der digitale Zwilling hat sich in der Fertigung nicht nur etabliert, er ist Voraussetzung geworden für komplexe, beschleunigte und iterative Entwicklungsprozesse.…

IT Container Eco Fix: Das CO₂-optimierte Rechenzentrum aus Holz

Vollausgestattetes Green Data Center aus X-LAM erfüllt alle Anforderungen der EN 50600.   Mit dem IT Container Eco Fix bringt Prior1 ein vollständig ausgestattetes Rechenzentrumsmodul in Holzbauweise auf den Markt – technisch hochmodern, ressourcenschonend und sofort betriebsbereit. Entwickelt in enger Kooperation mit dem Ingenieurholzbau-Unternehmen Derix vereint die modulare Lösung alle Anforderungen moderner IT-Infrastruktur mit konsequenter…

KI: Energiebedarf von Rechenzentren verdoppelt sich bis 2030

Die Nutzung der künstlichen Intelligenz (KI) verzeichnet derzeit ein rasantes Wachstum. Damit einher gehen ein steigender Energiebedarf, zunehmende Treibhausgas-Emissionen sowie erhöhte Wasser- und Ressourcenverbräuche. Das Öko-Institut hat im Auftrag von Greenpeace Deutschland die Umweltauswirkungen von künstlicher Intelligenz untersucht und eine Trendanalyse bis zum Jahr 2030 erstellt. Der Bericht zeigt auf, wie KI nachhaltiger werden kann…

ECM im Verbund mit KI – Mit mehr Intelligenz in die Zukunft

Künstliche Intelligenz (KI) gilt für die Mehrheit der im Rahmen des Bitkom Research 2023 Befragten als wichtigste Zukunftstechnologie [1]. Entsprechend weicht in der Praxis bei Unternehmen zunehmend die Skepsis, profitieren sie doch eindeutig von höherer Effizienz und Entlastung – speziell im Zusammenspiel mit einem ECM-System.

Wie viel Strom brauchen Rechenzentren im Jahr 2030?

Der weltweite Strombedarf von Rechenzentren könnte sich bis 2030 verdoppeln. Das zeigt eine Prognose der Internationalen Energieagentur (IEA). Größter Treiber des steigenden Bedarfs sind so genannte beschleunigte (accelerated) Server. Ihr Strombedarf steigt im Zeitraum von 2025 bis 2030 um 225 Prozent. Diese Hochleistungsserver erbringen durch spezielle Hardware oder Architektur beschleunigte Leistungen und werden oftmals für…

Forschungszentrum Jülich erreicht CO₂-Ziel für 2030 – schon heute

Das Forschungszentrum Jülich hat seine Klimaziele früher erreicht als geplant: Bereits 2024 wurden die CO₂-Emissionen im Vergleich zu 1990 um 68 Prozent gesenkt. Das entspricht einer Einsparung von rund 82.200 Tonnen CO₂. Ursprünglich war eine Reduktion um 65 Prozent bis 2030 geplant. Damit übertrifft das FZJ nicht nur seine eigenen Vorgaben, sondern auch die nationalen…

Abwärme aus Bestandsrechenzentrum ermöglicht klimaschonendes Wärmekonzept in neuem Berliner Quartier

Spandauer Rechenzentren versorgen mehr als 10.000 Menschen zuverlässig mit CO2-freier Wärme. Am Rechenzentrumsstandort Berlin 1 von Global Data Centers, einem Geschäftsbereich von NTT DATA, fiel der Startschuss für ein zukunftsweisendes Wärmekonzept im Neubaugebiet »Das Neue Gartenfeld«: Aus den beiden Rechenzentren in Spandau werden bis zu 8 MW Heizleistung für das Projekt mit der Quartierswerk Gartenfeld…

Supermicro stellt neue NVIDIA Blackwell Ultra Systeme und NVIDIA RTX PRO 6000 Lösungen vor

Supermicro, ein Anbieter von IT-Gesamtlösungen für KI, Cloud, Storage und 5G/Edge, hat NVIDIA Blackwell Ultra Systeme und Rack-Lösungen vorgestellt, die auf den NVIDIA HGX B300 NVL16- und NVIDIA GB300 NVL72-Plattformen basieren. Die neuen KI-Lösungen von Supermicro und NVIDIA bieten bahnbrechende Leistungssteigerungen für die rechenintensivsten KI-Workloads, wie KI-Reasoning, agentenbasierte KI und Video-Inferenz-Anwendungen.   »Wir bei Supermicro…

Von Rechenzentren zu Kochherden: Klimaschutz muss mehr können als CO₂-Kompensation

Prior1 kompensiert nicht nur Emissionen, sondern verändert Einkommen in Afrika.   Von Anja Zschäck, Teamkoordination Marketing und Personal bei Prior1, und Katrin Pütz, Mitgründerin bei BiogasUnite   Rechenzentren und KI-Anwendungen treiben den globalen Energieverbrauch in die Höhe. Viele Unternehmen setzen auf CO₂-Kompensation – oft nur durch den Kauf von Zertifikaten. Doch Prior1 geht einen anderen…

Performance-Testing: Unerwartete Ereignisse einkalkulieren – Pflicht oder Kür?

Um eine gute Nutzererfahrung zu gewährleisten, ist Performance-Testing Pflicht. Doch was, wenn unerwartete Lastspitzen auftreten? Was Unternehmen tun können, um Risiken zu mindern?   Der Streaming-Anbieter Netflix ist für seine stabile Plattform und ein flüssiges Video-Erlebnis bekannt. Doch selbst die Großen kommen einmal ins Stolpern: Als Millionen von Fans die Live-Übertragung des Boxkampfs von Jake…

Climb Channel Solutions punktet mit neuartigem Value-Add-Konzept – Umfassende praktische KI-Unterstützung

Der internationale Technologie-Distributor Climb Channel Solutions ist als neuer Herausforderer auf dem anspruchsvollen DACH-Markt angetreten. Mehrwert verspricht er vor allem mit seiner »Climb AI Academy«. Hier bekommen Partner ihr Rüstzeug, um sich als Trusted Advisor ihrer Kunden erfolgreich im KI-Umfeld zu positionieren.