Mit Flash-Speicher Energie sparen

Illustration: Absmeier – TheDigitalArtist

Brutto-Stromverbrauch muss ab 1. Dezember um mindestens 5 Prozent sinken.

 

Der Europäische Rat hat sich vor Kurzem auf ein freiwilliges Gesamtreduktionsziel von 10 % des Brutto-Stromverbrauchs und ein verbindliches Reduktionsziel von 5 % des Stromverbrauchs in Spitzenzeiten geeinigt. Die Mitgliedstaaten werden 10 % ihrer Spitzenzeiten ab dem 1. Dezember 2022 festlegen, in denen sie die Nachfrage reduzieren werden. Den Mitgliedstaaten steht es frei, die geeigneten Maßnahmen zur Reduzierung des Verbrauchs für beide Ziele in diesem Zeitraum zu wählen.

 

Eine Stellschraube ist der Energieverbrauch in der IT

Die Datenmengen in den Unternehmen explodieren allgemein – und sie werden selbst mit den neuesten und leistungsvollsten Speichermethoden nicht geringer, sondern die Entwicklung geht rasant weiter. Laut Prognosen von Analysten wie zum Beispiel Gartner werden bis zum Jahr 2025 80 Prozent der gespeicherten Daten unstrukturiert sein, was den Gesamtumfang weiter drastisch vergrößern wird.

Um mit dieser Entwicklung Schritt zu halten, sind fast alle Unternehmen gezwungen, ständig die Leistung der meisten Bestandteile ihrer Rechenzentren zu erhöhen – und das zunächst ohne Berücksichtigung von allgemeinen Preissteigerungen bei Herstellern und Dienstleistern. So werden zum Beispiel CPUs und Netzwerk-Switches mit jeder neuen Generation immer leistungsstärker. Und Accelerator Cards können Hunderte von Watt mehr verbrauchen. Auch bei Servern ist eine allgemeine Steigerung des Stromverbrauchs durch leistungsfähigere Prozessoren und Speichersysteme zu beobachten. Und einige der GPU-Varianten werden inzwischen sogar nach ihrem Stromverbrauch klassifiziert, während sich bei manchen eine klassische beziehungsweise ultramoderne Wasserkühlung durchgesetzt hat – was ebenfalls zum Energiebedarf dieser Komponenten beiträgt.

Generell lässt sich sagen, dass alle diese Komponenten zu einem kontinuierlichen Anstieg des Stromverbrauchs – und damit zu einem massiven Kostenanstieg – geführt haben. Die Folgen der Corona-Pandemie und des Ukraine-Kriegs tragen darüber hinaus zu dieser Entwicklung bei.

 

Begona Jara, VP Deutschland & Österreich bei Pure Storage, meint dazu:

»Die Reaktion auf die Klimakrise liegt in der Verantwortung aller, und für diejenigen von uns im Technologiesektor ist es unerlässlich, dass wir alles tun, was wir können, um die Umweltauswirkungen des betriebs der Dateninfrastruktur zu mindern.

Technologie hat die Fähigkeit, uns dabei zu helfen, nachhaltiger zu leben, da wir IT nutzen, um zu arbeiten, in Verbindung zu bleiben und uns zu amüsieren, und das alles mit weniger Ressourcenverbrauch.”

Während es ein unsicheres Makroumfeld gibt, suchen Unternehmen nach Lösungen, die ihre digitale Transformation beschleunigen und gleichzeitig die Gemeinkosten und die Gesamtbetriebskosten senken. Darin ist Nachhaltigkeit verwoben – ein durchgängiges Thema im gesamten Kaufprozess. Unserer Erfahrung nach ist es ein Thema, das so schnell nicht von der Unternehmensagenda verschwinden wird.«

 

Justin Emerson, Technical Evangelist bei Pure Storage, geht ins Detail, welche Rolle hier Technologie im Rechenzentrum spielen kann:

De facto stellt der Stromverbrauch heute in den meisten modernen Rechenzentren einen der größten laufenden, wiederkehrenden Kostenfaktoren dar. Dies steht in direktem Widerspruch zu den Zielen von Unternehmen (und in einigen Fällen auch zu den gesetzlichen Vorschriften), die Emissionen von Kohlendioxid zu reduzieren und den sogenannten »ökologischen Fußabdruck” zu verkleinern. Angesichts dieser Situation werden Entscheidungen über die Gestaltung von Rechenzentren oft mehr von Energieproblemen bestimmt als von jedem anderen Faktor.

Unabhängig davon, ob es sich um ein On-Premises-Datacenter, eine Colocation-Einrichtung oder einen Hyperscaler handelt, muss jedes Datacenter heute für bestimmte Energiebeschränkungen ausgelegt sein. Obwohl es theoretisch möglich ist, alle 42 Höheneinheiten (HE) in einem Standard-Rack auszufüllen, wird es wegen der potentiellen Stromauslastung und der anfallenden Kühlungskosten zu einem Problem für den Betreiber des Rechenzentrums werden. Der Stromverbrauch wird zu einem begrenzenden Faktor, selbst auf Rack-Ebene.

Hotspots und Layout-Anforderungen sind wichtig, um die Racks kühl zu halten. Aber was bedeutet das für die Skalierbarkeit des Rechenzentrums?

An welchem Punkt wird man Kompromisse bei der Energieeffizienz zugunsten der Leistung eingehen? Anstelle von exotischen Kühlmechanismen oder Hochleistungslüftern (die ihren eigenen Stromanteil verbrauchen) werden viele Betreiber von Rechenzentren gezwungen sein, weniger Geräte pro Rack und Quadratmeter zu betreiben. Doch wie wird sich das auswirken, wenn die Datenanforderungen weiter steigen und generelles Wachstum angesagt ist?

Oft wird übersehen, dass es im Rechenzentrum selbst Einsparungspotential gibt – und zwar in jenem Bereich, in dem der effektive Stromverbrauch generell nicht steigt, sondern eher sinkt. Bei diesem Faktor handelt es sich um den eigentlichen Datenspeicher.

 

Die Datenspeicherung verbraucht deutlich weniger Strom pro Terabyte als je zuvor

Leistungsanforderungen an Speicher werden heute schon in vielen Fällen durch flash-basierte Systeme bewältigt. Flash besitzt nach Ansicht von Pure Storage das Potential zu einer energieeffizienten Speicherung heute und in Zukunft. Bis vor kurzem waren es noch rotierende Festplatten, die als generelle Lösung vieler Rechenzentren für dichten Speicher mit hoher Energieeffizienz angesehen wurden.

Der Übergang von Festplatten (HDDs) zu Flash-Speicher mag im Vergleich zu Consumer-Geräten im Business-Bereich langsam vonstatten gehen – vor allem in den großen Hyperscaler-Rechenzentren –, aber er vollzieht sich unaufhaltsam. Die neuen Flash-Generationen sind pro Terabyte weitaus effizienter als klassische, sich drehende Festplatten, und immer mehr Unternehmen gehen diesen Weg.

Analysten gehen davon aus, dass die kontinuierlichen Fortschritte bei der Hardware- und Software-Effizienz von Flash-Medien immer mehr Unternehmen überzeugen werden, die neue Flash-Technologie bei sich selbst einzusetzen. Der Ansatz, den Pure Storage auf diesem Weg verfolgt, wird aktuell mit der DirectFlash-Technologie bezeichnet. Mit dieser Technologie optimiert Pure Storage die Speicherleistung pro Watt. Wobei gleichzeitig den Kunden neue, besonders leistungsfähige Speicherdichten zur Verfügung gestellt werden.

 

Abwägung der Kosten von Flash im Rechenzentrum

Die Speichertechnologie ist eine der wenigen Technologien, bei der die Kunden konkrete Möglichkeiten an die Hand bekommen, den Stromverbrauch des Rechenzentrums zu senken und gleichzeitig die Leistung, Dichte und Effizienz der Speichersysteme zu erhöhen. Gerade die Energiepreise unterliegen großen Schwankungen, wie auch aktuelle Entwicklungen beweisen. Unternehmen, die sich auf Energieeffizienz konzentriert haben, sind besser gegen die Erschütterungen des allgemeinen, globalen Wirtschaftssystems durch schwankende Energiepreise gewappnet.

Im Vergleich zu traditionellen Konzepten kann die Flash-Technologie auf besondere Vorteile verweisen:

 

  • Integrierte Software- und Hardware-Komponenten der nächsten Generation. Die DirectFlash-Technologie und die Art und Weise, wie sie mit anderen Speichermedien kombiniert werden kann, ermöglicht eine erhebliche Effizienzsteigerung bei den Rohmedien.
  • Software zur Reduzierung der Datenmengen. Die Software zur Datenreduzierung und -komprimierung senkt die Total Cost of Ownership (TCO) und erhöht die Wirtschaftlichkeit und Effizienz des gesamten Systems.
  • Die Dichte der Systeme. Die Dichte des Flash-Speichers macht es möglich, weniger Einheiten pro Rack zu betreiben. Pure baut Systeme, die wesentlich dichter ausgelegt sind wie die der Konkurrenz.