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Energieeffizienz durch optimales Server-Virtualisierungsmanagement

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Den Ergebnissen einer aktuellen Studie zu urteilen, setzen über 70% der IT-Manager multiple Verfahren in Form von Virtualisierung der Betriebssysteme- und Hardware, aber auch der Para-Virtualisierung und Clustering ein. Warum die Skepsis dennoch so groß ist, liegt auf der Hand, denn die meisten Nutzer von Server-Virtualisierungen wissen nicht, ob diese Technik für ihr Unternehmen von Vorteil ist. Skalierbares und virtualisierendes Computing bildet die Grundlage für die Implementierung von Serverpool-Konzepten. In Verbindung mit Automatisierungs-Technologien bewirkt das IT-Management eine flexiblere Steuerung der benötigten IT-Ressourcen und dadurch einen effizienteren Betrieb der IT. Nach Ansicht der Knürr Experten ist ein darauf abgestimmtes dynamisches Kühlsystem der Schlüssel zum energieeffizienten Betrieb von Rechenzentren.

Clevere Virtualisierung verringert Kosten und spart Energie

Trotz bestehender Skepsis einiger Experten, tritt die Server-Virtualisierung als Mittel erster Wahl an, um Server-, System- und folglich auch die Betriebskosten zu senken. Ein hoher Integrationsgrad von Applikations- und IT-Ressourcenmanagement erlaubt dabei eine bessere Abstimmung der benötigten IT-Ressourcen auf die Anforderungen der Applikationen. Die Kühlungsexperten der Knürr AG setzen auf die zusätzliche Integration des IT-Ressourcenmanagements in das Gesamtkonzept der Kühlungsinfrastruktur und führen den Beweis an, dass das eine weitere Stufe zur Optimierung der Energieeffizienz im Rechenzentrum darstellt. IT-Systeme können damit eine Veränderung des Kühlungsbedarfs künftig aufzeigen. Durch die frühzeitige Information werden die trägeren Kühlsysteme in die Lage versetzt, ihre Leistung rechtzeitig an die kommenden Bedürfnisse anzupassen. Dadurch kann der Bedarf an Strom für den Betrieb der Kühlung erheblich reduziert werden, da sie nicht mehr stringent mit Kühlleistung unter Volllast betrieben werden muß. Ausschlaggebend für die Entscheidung pro oder kontra Servervirtualisierung ist sicherlich der rasant wachsende Energiebedarf für den Betrieb von Servern in Rechenzentren.

So ist die Energiedichte von eingesetzten Servertechnologien in den vergangenen zehn Jahren um den Faktor 10 gestiegen. Etwa 50 Prozent werden für den Serverbetrieb und 25% für die Kühlung der Hochleistungsserver (Blades) aufgewendet. Tendenz steigend. In der täglichen Praxis bedeutet das, dass die Kosten für die Energie zum Betrieb und zur Kühlung den ursprünglichen Preis für die Anschaffung der Servertechnik übersteigen. Für die IT-Management-Betrachtung zählt daher jedes auf IT-Seite eingesparte Watt doppelt, da damit auch bei der Infrastruktur Energie eingespart werden kann. Die Praxiserfahrung der Knürr-Fachleute reflektiert, dass die meisten erforderlichen Technologien und Lösungen wie Kalt-und Warmgang-Anordnung, der Einsatz verlustarmer USV-Systeme oder die richtige Wahl des Standorts bereits existieren, oftmals aber einer konsequenten Anwendung und Abstimmung bedürfen. „Fakt ist, dass ein Großteil der Energie, die für den Betrieb der IT aufgewendet wird, nicht in Rechnerleistung umgesetzt wird, sondern schlicht und ergreifend als Abwärme verloren geht“, so Dr. Koch. Koch kann man zu Recht als ‚Green-Pionier‘ der ersten Stunde bezeichnen, denn der Chief Technology Officer (CTO) beschäftigt sich bereits seit 2002 mit dieser Thematik. „Auslöser für unsere Ambitionen war damals ein Cluster-Rechner, der vom Forschungszentrum Karlsruhe (Fraunhofer Gesellschaft) eingesetzt werden sollte. Für diesen Supercomputer galten andere Voraussetzungen und enorme Abwärmen, die wir für unseren Kunden in den Griff bekommen mussten.“ Seit 2002 arbeitet Knürr an signifikanten Änderungen der Kühlung von Servern und setzt exakt dort an, wo das Handicap der meisten Unternehmen liegt. „Um die teils ehrgeizigen Ziele der „grünen“ Initiativen zu erreichen, sind signifikante Verbesserungen auf allen Ebenen nötig“, und ergänzt: „Nur der Einsatz energieeffizienter Server-Komponenten und die perfekte Abstimmung aller Systeme, bzw. dieser innerhalb des physikalischen Umfelds senken spürbar den Energiebedarf,“ so Dr. Peter Koch und verweist in diesem Zusammenhang auch auf das gemeinsam mit Fujitsu Siemens Computers (FSC) erstellte Whitepaper.

Management energieeffizienter Server

Auf Komponentenebene arbeiten beispielsweise alle Hersteller daran, den Energieverbrauch ihrer Produkte vor allem bei niedrigen oder mittleren Auslastungsraten zu optimieren. Management-Werkzeuge werden in Zukunft in der Lage sein, den Energieverbrauch zu messen und darzustellen. Energieverbrauch wird als eine zusätzliche wichtige Metrik in das Management einer IT-Umgebung einfließen, um den Einsatz von IT-Systemen noch stärker am tatsächlichen Bedarf auszurichten. Außerdem wird in Zukunft, so die Einschätzung von FSC und Knürr, ein intelligentes Zusammenwirken der IT-Systeme mit der physischen Infrastruktur weitere Einsparungen im zweistelligen Prozentbereich bringen. Diese können aber nur erzielt werden, wenn Optimierungen unter ganzheitlichem Ansatz erfolgen. So kann schon der Einsatz von Low-Voltage Prozessoren, kleineren Festplatten, nur einem Netzteil und vier RAM-Bausteinen mit 2GB anstatt acht mit jeweils 1 GB bereits ein Drittel des Verbrauchs senken. Dem gegenüber stehen Mehrinvestitionen für den Server von 220 EUR. Die Stromkostensenkung lässt sich nachweisbar von durchschnittlich 304 auf 210 EUR pro Jahr senken. CTO Koch ergänzt um eine Nuance: „ Berücksichtigt man zusätzlich, dass etwa der gleiche Anteil an Energie im Bereich der Kühlungsinfrastruktur eingespart werden kann, amortisieren sich die Mehrkosten für die Anschaffung des energieeffizienten Systems schon nach nur einem Jahr.“ Auf der Suche nach der Königslösung setzen viele Unternehmen auf das gewaltige Potenzial, das ihren Virtualisierungstechnologie jeglicher Art bietet, um die Auslastung der Systeme zu optimieren. Tatsache ist, dass ein durch den Betrieb zahlreicher virtueller Instanzen höher ausgelasteter Server die zugeführte Energie wesentlich effizienter ausschöpft. VMWare ist dabei die am weitesten verbreitete Servervirtualisierungslösung für standardbasierte Server am Markt. Daneben gibt es weitere Software-Lösungen wie beispielsweise ‚Xen’ (Open Source) und ‚Virtual Server’ von Microsoft. FSC bietet darüber hinaus auf seinen Blade-Frames im Midrange und Highend-Bereich sogar eine Kombination aus softwarebasierenden und hardwareunterstützenden Virtualisierungskonzepten an. Mit Mainframe-Plattformen lassen sich Auslastungsraten von über 90 Prozent erreichen.

Noch mehr Energieeffizienz von der statischen zur dynamischen IT-Umgebung

Ein weiterer Schritt zu mehr Energieeffizienz bieten dynamische Infrastrukturen. Durch eine Flexibilisierung des IT-Betriebs lassen sich IT-Ressourcen exakter an den aktuell notwendigen Bedarf anpassen. Der Energieverbrauch nicht benötigter Systeme kann durch den Einsatz der aktuellen Quad-Core-Prozessortechnologie in Verbindung mit Managementtools um bis zu 74,5% gesenkt werden. Fest steht, dass die meisten Technologien und Lösungen zur Verbesserung der Energieeffizienz bereits existieren. Sie müssen lediglich konsequent angewendet und aufeinander abgestimmt werden. Nur das intelligente Zusammenwirken der IT-Systeme mit der physikalischen Infrastruktur werden spürbare Energieeinsparungen bringen. Dazu ist eine enge Zusammenarbeit zwischen IT- und Infrastrukturherstellung erforderlich sowie die Bereitschaft für eine ganzheitliche Betrachtungsweise.


Für den Inhalt der Pressemitteilung ist der Einsteller, Christina Rüschhoff, verantwortlich.

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