Illustration Absmeier foto ki designer

KI-Workloads verschieben die Prioritäten im Rechenzentrumsdesign: Entscheidend sind nicht mehr nur Fläche und klassische Skalierung, sondern verfügbare Energie, hohe Leistungsdichten, hybride Kühlung, kurze Bereitstellungszeiten und eine belastbare ESG-Strategie. Das Interview mit Claudius Kirmse von Vertiv zeigt, warum Betreiber Infrastruktur künftig stärker als integrierte Plattform aus Stromversorgung, Kühlung, Steuerung und Standortstrategie denken müssen.

Management Summary

KI verändert das Rechenzentrum vom kapazitätsorientierten IT-Standort zur integrierten Hochleistungsplattform, in der Stromversorgung, Kühlung, Steuerung und IT-Architektur eng verzahnt geplant werden müssen.
Colocation- und Hyperscale-Betreiber stehen vor der Aufgabe, stark steigende Leistungsdichten schnell, modular und standortspezifisch skalierbar bereitzustellen.
Hybride Kühlkonzepte aus Luft- und Flüssigkeitskühlung, CDUs, Rear-Door-Heat-Exchangern und höheren Wassertemperaturen werden zum Schlüssel für KI-fähige Infrastrukturen.
ESG-Ziele erfordern einen erweiterten Effizienzbegriff: Neben PUE rücken Wasserverbrauch, CO₂-Intensität, Abwärmenutzung, Kältemittelstrategie und Lebenszykluskosten in den Fokus.
Langfristig entscheidet die Verfügbarkeit elektrischer Energie über Standortwahl, TCO und Wachstumstempo; erfolgreiche Betreiber setzen auf standardisierte, aber regional anpassbare Infrastrukturkonzepte.

Künstliche Intelligenz ist längst mehr als ein Softwarethema. Sie entscheidet darüber, wie viel Strom ein Standort benötigt, welche Kühlung noch ausreicht und ob ein Rechenzentrum in Zukunft überhaupt schnell genug wachsen kann. Während Unternehmen ihre KI-Strategien ausrollen, geraten Betreiber von Colocation- und Hyperscale-Infrastrukturen unter Druck: Sie müssen heute Kapazitäten planen, die morgen schon neue Leistungsdichten, neue Chipgenerationen und strengere Nachhaltigkeitsanforderungen erfüllen sollen. Im Gespräch erklärt Claudius Kirmse, Account Manager Vertiv Deutschland, warum die nächste Ausbaustufe der KI nicht allein im Serverrack entschieden wird – sondern im Zusammenspiel von Energie, Kühlung, Standortstrategie und Infrastrukturdesign.

Claudius Kirmse, Account Manager Vertiv Deutschland

Wie verändern KI-Workloads und die digitale Transformation die Infrastrukturanforderungen moderner Rechenzentren?

KI verändert die Infrastruktur von Rechenzentren grundlegend, indem sie die Leistungsdichte, die Dynamik der Rechenlasten sowie die Gesamtarchitektur der IT-Infrastruktur erhöht. Traditionelle Enterprise-Workloads basierten häufig auf relativ vorhersehbaren Rack-Leistungsdichten und klassischen Raumkühlungskonzepten. KI-Trainings- und Inferenzumgebungen unterscheiden sich hiervon deutlich: Sie bündeln wesentlich mehr Rechenleistung auf weniger Racks, führen zu deutlich dynamischeren elektrischen Lastprofilen und erfordern eine wesentlich engere Abstimmung zwischen IT-Hardware, Stromversorgung, Kühlsystemen, Steuerungstechnik und Wärmeabfuhr.

Der übergeordnete Markttrend zeigt, dass sich die Infrastruktur zunehmend von einer reinen Kapazitätserweiterung hin zu flexiblen Plattformen entwickelt, die mehrere Generationen von Rechenhardware unterstützen können. Betreiber benötigen Architekturen, die Hochleistungsbereiche mit hoher Leistungsdichte, hybride Luft- und Flüssigkeitskühlung, steigende Wassertemperaturen in der Gebäudekühlung sowie kürzere Implementierungszeiten bewältigen können.

Praktisch bedeutet dies, dass sich Rechenzentren zu einem stärker integrierten Infrastrukturansatz entwickeln, bei dem IT und Gebäudetechnik immer enger miteinander verzahnt sind. Entscheidungen auf Serverebene beeinflussen heute unmittelbar das elektrische Versorgungssystem, die Kühlinfrastruktur, die Wärmeabfuhr, die Ressourcenstrategie, die Standortwahl sowie das langfristige Betriebsmodell eines Rechenzentrums.

Vor welchen besonderen Herausforderungen stehen Colocation- und Hyperscale-Betreiber bei der Unterstützung KI-basierter Workloads?

Sowohl Colocation- als auch Hyperscale-Betreiber verzeichnen eine starke Nachfrage nach KI-fähigen Infrastrukturen. Die eigentliche Herausforderung besteht jedoch darin, diese Nachfrage schnell in zuverlässig skalierbare und kurzfristig bereitstellbare Kapazitäten umzusetzen.

Colocation-Anbieter müssen häufig mehrere Kunden mit sehr unterschiedlichen Leistungsanforderungen bedienen. Die Leistungsdichte pro Rack kann dabei von 7 kW bis zu 250 kW reichen, was insbesondere in frühen Planungsphasen erhebliche Unsicherheiten mit sich bringen kann. Gleichzeitig spielt Flexibilität eine entscheidende Rolle, da sich die Architektur moderner Rechenzentren parallel zu den Anforderungen der Kunden kontinuierlich weiterentwickelt.

Hyperscaler verfügen zwar meist über stärker standardisierte Designs, stehen jedoch vor ähnlichen Herausforderungen – allerdings in deutlich größerem Maßstab. Dazu gehören die Verfügbarkeit ausreichender Netzanschlussleistung, lange Wartezeiten für Netzanschlüsse, Lieferzeiten wichtiger Komponenten, verfügbare Grundstücke sowie regionale Genehmigungsverfahren. Aufgrund ihrer vertikalen Integration können viele Hyperscaler ihre Projekte jedoch schneller umsetzen, da sie einen größeren Teil der gesamten IT-Infrastruktur selbst kontrollieren.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass sich die Anforderungen von KI-Anwendungen kontinuierlich weiterentwickeln. Betreiber müssen langfristige Infrastrukturentscheidungen treffen, obwohl sich Server- und Chip-Roadmaps sowie deren Leistungsanforderungen ständig verändern. Dadurch gewinnen Modularität und Anpassungsfähigkeit zunehmend an Bedeutung.

Die besten Infrastrukturlösungen verfolgen deshalb keinen universellen Ansatz. Stattdessen bieten sie eine standardisierte Grundarchitektur mit ausreichend Flexibilität, um unterschiedliche klimatische Bedingungen, Ressourcenverfügbarkeit und spezifische Kundenanforderungen berücksichtigen zu können. Gleichzeitig bleibt eine schnelle Bereitstellung der Infrastruktur einer der wichtigsten Erfolgsfaktoren der Branche.

Wie beeinflussen steigende Leistungsdichten aus Ihrer Sicht die Kühlstrategien und das Gesamtdesign moderner Rechenzentren?

Die steigenden Leistungsdichten bringen konventionelle Kühltechnologien zunehmend an ihre Effizienzgrenzen. Gleichzeitig bleibt die maximale Gesamtleistung eines Systems ein entscheidender Faktor, da jede eingesparte Energie für die Kühlung unmittelbar zusätzliche Leistung für die IT bereitstellen kann. Dadurch verbessert sich die Effizienz des gesamten Standorts sowie die Auslastung der Rechenleistung.

Mit steigenden Leistungsdichten von Racks und Chips setzen Betreiber daher verstärkt auf Flüssigkeitskühlung, Rear-Door-Heat-Exchanger, Hochtemperatur-Kaltwassersysteme, Coolant Distribution Units (CDUs) sowie hybride Luft- und Flüssigkeitskühlungskonzepte. Luftkühlung wird insbesondere in gemischten IT-Umgebungen und Bereichen mit geringerer Leistungsdichte weiterhin eine wichtige Rolle spielen. Für KI-Bereiche mit hoher Leistungsdichte sind jedoch gezielte Kühlkonzepte erforderlich.

Ein wesentlicher Aspekt des Systemdesigns besteht darin, dass höhere Chiptemperaturen den Einsatz freier Kühlung erleichtern können. Dennoch ersetzen sie mechanische Kühlsysteme nicht automatisch. Welche Strategie zur Wärmeabfuhr optimal ist, hängt von zahlreichen Standortfaktoren ab – darunter Servertemperaturen, Wassertemperaturen der Gebäudekühlung, klimatische Bedingungen, Redundanzanforderungen sowie betriebliche Risiken.

Deshalb wachsen Kühlstrategie und Gesamtsystemdesign immer stärker zusammen. Elektrische Versorgung, Steuerungstechnik, Pumpen, CDUs, Innenkühlung und externe Wärmeabfuhr müssen bereits heute als integriertes Gesamtsystem geplant werden.

Wie wichtig ist ein integrierter Infrastrukturansatz für die Skalierung von KI-Umgebungen bei globalen und strategischen Kunden?

Ein integrierter Infrastrukturansatz ist entscheidend, da sich KI-Infrastrukturen nicht effizient skalieren lassen, wenn Stromversorgung, Kühlung, Steuerung und IT-Anforderungen unabhängig voneinander betrachtet werden.

Eine Veränderung der Chiptemperatur beeinflusst unmittelbar die Wassertemperatur der Gebäudekühlung. Diese wiederum wirkt sich auf die Auslegung der internen Kühlsysteme aus. Gleichzeitig bestimmt das jeweilige Klima vor Ort maßgeblich, in welchem Umfang freie Kühlung genutzt werden kann. Angesichts begrenzter Energieverfügbarkeit und stetig steigender Leistungsanforderungen gewinnt dies zunehmend an Bedeutung. Parallel dazu muss die elektrische Infrastruktur hohe und dynamische Lasten zuverlässig unterstützen.

Für globale und strategische Kunden lautet die praktische Lösung in der Regel: Standardisierung kombiniert mit regionaler Anpassung. Kunden erwarten skalierbare Standardlösungen, hohe Wassertemperaturen, hohe Verfügbarkeit und schnelle Implementierungszeiten. Gleichzeitig funktioniert jedoch nicht jede Lösung unter allen klimatischen Bedingungen oder innerhalb jeder Energieinfrastruktur gleichermaßen.

Eine leistungsfähige globale Architektur definiert daher gemeinsame Bausteine, einheitliche Steuerungskonzepte, hohe Anforderungen an Wartbarkeit und Redundanz, lässt jedoch ausreichend Spielraum für standortspezifische Anpassungen an klimatische Bedingungen, regionale Gegebenheiten und die verfügbare Energieversorgung.

Bei Vertiv können wir Systemdesigns standardisieren und weltweit vergleichbare Lösungen bereitstellen, die den Anforderungen unserer Kunden in unterschiedlichen Regionen gerecht werden.

Umweltverantwortung und ESG-Ziele gewinnen für viele Rechenzentrumsbetreiber zunehmend an Bedeutung. Welche Auswirkungen haben KI-Workloads auf diese Ziele und wie kann das Infrastrukturdesign dazu beitragen, sie zu erreichen?

KI-Workloads erhöhen den Druck auf Umweltverantwortung, Energieeffizienz (PUE) und ESG-Ziele, da sie den Gesamtenergiebedarf steigern und gleichzeitig die Kühllasten konzentrieren. Dadurch gewinnt Effizienz weiter an Bedeutung. Gleichzeitig verändert sich jedoch auch die Art und Weise, wie Effizienz bewertet werden sollte.

Der PUE-Wert (Power Usage Effectiveness) bleibt eine wichtige Kennzahl, reicht jedoch allein nicht mehr aus. Betreiber müssen ihre Effizienz kontinuierlich verbessern, da hohe Betriebskosten, eingeschränkte Netzkapazitäten und begrenzte Erweiterungsmöglichkeiten andernfalls das Wachstum ausbremsen können.

Darüber hinaus sollten Betreiber auch den Wasserverbrauch, die CO₂-Intensität, die Kältemittelstrategie, das Potenzial zur Abwärmenutzung, den Lebenszyklus der eingesetzten Anlagen sowie die Verfügbarkeit CO₂-armer Energiequellen in der jeweiligen Region berücksichtigen. Wasser sollte dabei als ebenso wertvolle Ressource betrachtet und bewertet werden wie elektrische Energie. Dies erfordert allerdings ein Umdenken innerhalb der gesamten Branche.

Ein durchdachtes Infrastrukturdesign kann hierzu einen wesentlichen Beitrag leisten, indem Verluste entlang der gesamten thermischen und elektrischen Infrastruktur reduziert werden. Flüssigkeitskühlung mit höheren Betriebstemperaturen, effiziente Systeme zur Wärmeabfuhr und Abwärmenutzung, intelligente Steuerungssysteme sowie bedarfsgerecht ausgelegte Redundanzkonzepte tragen dazu bei, den Energieverbrauch im Betrieb zu senken und den CO₂-Fußabdruck zu verbessern.

Die nachhaltigste Lösung ist dabei nicht zwangsläufig diejenige mit der geringsten Laufzeit der Kompressoren. Vielmehr handelt es sich um ein Gesamtkonzept, das Energieeffizienz, Ressourcenschonung, Zuverlässigkeit, Wartungsfreundlichkeit und die langfristige Zukunftsfähigkeit des Standorts optimal miteinander in Einklang bringt.

Welche Rolle spielen Innovationen im Bereich Kühl- und Energieversorgungstechnologien, um Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit in Einklang zu bringen?

Innovationen ermöglichen es Betreibern, die Effizienz ihrer Rechenzentren zu steigern, ohne dabei Kompromisse bei der Verfügbarkeit einzugehen.

Im Bereich der Kühlung erweitern Direct Liquid Cooling (Direkt-Flüssigkeitskühlung), moderne Coolant Distribution Units (CDUs), Trim Cooler, Free-Cooling-Kältemaschinen, Kühlsysteme mit höheren Wassertemperaturen sowie intelligente Steuerungssysteme den Bereich, in dem Rechenzentren energieeffizient betrieben werden können. Diese Technologien reduzieren – sofern die Umgebungsbedingungen es zulassen – den Einsatz mechanischer Kühlung und gewährleisten gleichzeitig eine zuverlässige Absicherung für Standorte oder Workloads, bei denen sie weiterhin erforderlich ist.

Auch auf der Stromversorgungsseite spielt Innovation eine ebenso wichtige Rolle. KI-Workloads erfordern leistungsstarke, hochverfügbare und gleichzeitig flexible Energieinfrastrukturen. Dazu gehören Fortschritte in der Energieverteilung, bei USV-Systemen, Monitoring- und Steuerungslösungen sowie Energiespeichern.

Ziel ist es nicht, lediglich an einem einzelnen Betriebspunkt die maximale Effizienz zu erreichen. Vielmehr geht es darum, einen stabilen Betrieb über unterschiedliche Lastprofile und Umgebungsbedingungen hinweg sicherzustellen, Leistungsspitzen – wo sinnvoll – zu reduzieren, thermische und elektrische Engpässe zu vermeiden und gleichzeitig die hohen Zuverlässigkeitsanforderungen mission-kritischer Infrastrukturen dauerhaft zu erfüllen.

Wie beeinflussen Infrastrukturentscheidungen von heute die langfristige Betriebseffizienz und die Gesamtbetriebskosten?

Die heute getroffenen Infrastrukturentscheidungen bestimmen den betrieblichen Handlungsspielraum eines Rechenzentrums über viele Jahre hinweg.

Entscheidungen hinsichtlich Leistungsdichte, Kühlkonzept, Wassertemperaturen, Wärmeabfuhr, elektrischer Topologie und Steuerungssystemen schaffen entweder die notwendige Flexibilität für zukünftige Anforderungen oder begrenzen spätere Erweiterungsmöglichkeiten. Eine Infrastruktur, die lediglich den heutigen Bedarf erfüllt, sich jedoch nicht an höhere Leistungsdichten oder neue Kühltechnologien anpassen lässt, kann künftig kostspielige Nachrüstungen, ungenutzte Kapazitäten oder eine erhöhte betriebliche Komplexität verursachen.

Bei der Betrachtung der Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership, TCO) müssen daher neben dem Energieverbrauch auch Wasserverbrauch, Wartung, Servicezugänglichkeit, Redundanzkonzepte, Lieferzeiten der Komponenten, die Komplexität der Inbetriebnahme sowie die Fähigkeit berücksichtigt werden, zukünftige IT-Generationen problemlos zu integrieren.

So kann beispielsweise ein zusätzlicher Wasserkreislauf zwar ein spezifisches Kühlproblem lösen, gleichzeitig jedoch weitere Pumpen, Wärmetauscher und insgesamt eine höhere Systemkomplexität mit entsprechenden Mehrkosten verursachen.

Die besten langfristigen Infrastrukturentscheidungen sind daher meist diejenigen, die ein Höchstmaß an Flexibilität ermöglichen und das Gesamtsystem gleichzeitig so einfach, effizient und wartungsfreundlich wie möglich halten.

Welche Infrastrukturtrends sollten Rechenzentrumsbetreiber in den kommenden Jahren besonders im Blick behalten?

Der wichtigste Trend ist die Verfügbarkeit elektrischer Energie.

In vielen bedeutenden Märkten werden der Zugang zu ausreichend Netzanschlussleistung sowie die Dauer der Netzanschlussverfahren inzwischen genauso entscheidend wie Grundstücke, Glasfaseranbindungen oder Immobilien selbst. Diese Faktoren werden künftig die Standortwahl, Projektlaufzeiten sowie Investitionen in eigene Energieerzeugung, Energiespeicherung und netzintegrierte Energiekonzepte maßgeblich beeinflussen.

Gleichzeitig verändert KI die Anforderungen an Rechenzentrumsstandorte. Im Gegensatz zu klassischen Anwendungen steht heute nicht mehr ausschließlich die Nähe zu großen Glasfaserknoten im Vordergrund. Für viele KI-Anwendungen gewinnt vielmehr die verfügbare Energieversorgung als entscheidendes Standortkriterium an Bedeutung. Dadurch entstehen neue Chancen für Rechenzentren an Standorten, die bislang kaum berücksichtigt wurden.

Ein weiterer bedeutender Trend ist die zunehmende Etablierung hybrider Kühlkonzepte und alternativer Verfahren zur Wärmeabfuhr, mit denen sich Leistungsspitzen reduzieren lassen. Der Einsatz von Flüssigkeitskühlung wird weiter zunehmen. Dennoch werden die meisten Rechenzentren auch künftig sowohl luftgekühlte als auch flüssigkeitsgekühlte IT-Systeme parallel betreiben.

Betreiber sollten daher die Entwicklung neuer Chip- und Servergenerationen, steigende Wassertemperaturen in der Gebäudekühlung, moderne CDU-Architekturen sowie das Zusammenspiel zwischen klassischen Kühlsystemen und Hochtemperatur-Flüssigkeitskühlung genau beobachten. Ebenso wichtig sind Wasserstrategien, standortspezifische Konzepte zur Wärmeabfuhr, die Integration intelligenter Steuerungssysteme sowie eine hohe Wartungsfreundlichkeit.

Erfolgreich werden künftig jene Infrastrukturkonzepte sein, die ausreichend standardisiert sind, um schnell implementiert werden zu können – beispielsweise vorkonfigurierte Vertiv™ SmartMod™-Module –, gleichzeitig jedoch flexibel genug bleiben, um sich an unterschiedliche klimatische Bedingungen, gesetzliche Anforderungen und zukünftige Generationen von KI-Workloads anzupassen.

In den kommenden Jahren wird die rasante Entwicklung der Künstlichen Intelligenz das Design moderner Rechenzentren weiter grundlegend verändern. Der langfristige Erfolg wird dabei nicht von einer einzelnen Technologie abhängen, sondern von der Fähigkeit, Stromversorgung, Kühlung, Steuerung und digitale Services als integrierte Infrastrukturplattform intelligent aufeinander abzustimmen, um die stetig steigenden Anforderungen an Rechenleistung und Leistungsdichte nachhaltig zu erfüllen.

FAQ

Warum verändern KI-Workloads die Rechenzentrumsinfrastruktur so stark?
Weil KI-Training und Inferenz deutlich höhere Leistungsdichten, dynamischere Lastprofile und eine engere Abstimmung zwischen IT, Stromversorgung und Kühlung erfordern.
Welche Herausforderung ist für Betreiber besonders kritisch?
Die schnelle Bereitstellung skalierbarer Kapazitäten bei gleichzeitig begrenzter Netzanschlussleistung, langen Lieferzeiten und sich wandelnden Server-Roadmaps.
Welche Rolle spielt Flüssigkeitskühlung?
Sie wird für Bereiche mit hoher KI-Leistungsdichte wichtiger, ersetzt Luftkühlung aber nicht vollständig; viele Standorte werden hybride Konzepte betreiben.
Warum reicht PUE als Effizienzkennzahl nicht mehr aus?
Weil KI-Infrastrukturen auch nach Wasserverbrauch, CO₂-Intensität, Abwärmenutzung, Kältemitteln und Lebenszykluskosten bewertet werden müssen.
Was bedeutet ein integrierter Infrastrukturansatz?
Stromversorgung, Kühlung, Steuerung, Wärmemanagement und IT-Anforderungen werden als zusammenhängendes Gesamtsystem geplant.
Wie unterscheiden sich Colocation- und Hyperscale-Anforderungen?
Colocation-Anbieter müssen sehr unterschiedliche Kundenprofile abbilden, während Hyperscaler stärker standardisieren, aber in deutlich größeren Maßstäben planen.
Warum wird Energieverfügbarkeit zum Standortfaktor?
KI-Anwendungen benötigen hohe elektrische Leistung; deshalb werden Netzanschlussleistung und Anschlussdauer zunehmend so wichtig wie Fläche oder Glasfaseranbindung.
Welche Infrastrukturtrends sollten Betreiber beobachten?
Höhere Wassertemperaturen, moderne CDU-Architekturen, alternative Wärmeabfuhr, intelligente Steuerungssysteme und standardisierte Modulkonzepte.
Wie beeinflussen heutige Entscheidungen die TCO?
Kühlkonzept, Leistungsdichte, Wartbarkeit, Redundanz und Erweiterbarkeit bestimmen über Jahre hinweg Energieverbrauch, Betriebskomplexität und Nachrüstkosten.
Was ist die zentrale Botschaft für IT-Entscheider?
KI-fähige Rechenzentren entstehen nicht durch Einzeltechnologien, sondern durch das Zusammenspiel flexibler, energieeffizienter und standortspezifisch anpassbarer Infrastrukturplattformen.

Management Summary, FAQ und Bild wurden mit Hilfe von KI erstellt

5101 Artikel zu „Rechenzentrum “

Infrastruktur | News | Rechenzentrum | TechTalk

TechTalk: Zu wenig Strom für ein Rechenzentrum! Was tun?

29. August 2026

Sie wollen ein eigenes Rechenzentrum bauen, aber ihr Stromanbieter kann am geplanten Standort nicht genügend Strom für den Betrieb bereitstellen? Leider ist das kein Einzelfall mehr. Durch den wachsenden Energiehunger der KI-Rechenzentren wird Strom zur Mangelware. Doch es gibt Strategien, um ihr Vorhaben dennoch umsetzen zu können. Das erklärt uns Sascha Horn, Regional Strategic Account Manager bei Vertiv in unserem TechTalk in 3 Minuten und 53 Sekunden.