Effizienzmessungen fürs Rechenzentrum, jetzt auch mit Berücksichtigung der Umwelteffizienz möglich

Derzeit ist die Standardmesslatte für die energetische Rechenzentrumseffizienz die PUE (Power Usage Effectiveness). Im Sommer wurde dieses Effizienzbarometer verfeintert: Es berücksichtigt jetzt auch andere Energiequellen als Strom. Wer sehr umweltbewusst sein will, kann über einen Zusatzfaktor auch ausrechnen, was die Herkunft des Stroms für den Kohlendioxidausstoß bedeutet.

Wer wissen will, wie effizient sein Rechenzentrum arbeitet, teilt dessen Gesamt-Energieverbrauch durch den Energieverbrauch der IT. Die sich ergebende Zahl soll möglichst nah an 1 heranreichen. Ein PUE von 1 würde bedeuten, dass der gesamte Energieverbrauch dem Energieverbrauch der IT entspricht, also keine zusätzliche Energie benötigt wird.
Weil die PUE in ihrer bisherigen Form zu unscharf war und die Werte von Rechenzentren sich so kaum vergleichen ließen, hat im Sommer eine Arbeitsgruppe, an der unter anderem das Energieministerium der USA, die amerikanische Umweltschutzbehörde EPA, Green Grid und Energy Star teilnahmen, jetzt die Messanforderungen präzisiert.
Außerdem wurde ein Zusatzfaktor eingeführt, mit dem andere Energiequellen außer Strom, die das Rechenzentrum verwendet, beispielsweise Kühlwasser, in die Kalkulation eingehen. Nach wie vor berechnet die Systematik des PUE aber nur die Effizienz innerhalb des Rechenzentrums. Ob Strom daher aus erneuerbaren oder nicht erneuerbaren Quellen stammt, macht also für den PUE keinen Unterschied.
Ferner wurden drei Rechenzentrumsklassen bestimmt, die sich durch die Messpunkte des IT-Stromverbrauchs unterscheiden. Der PUE muss in Zukunft durch eine Indexzahl anzeigen, welcher Klasse das gemessene Rechenzentrum angehört.
Definiert wurden folgende Klassen, die Exaktheit steigt, je höher die Klasse ist:
0: Das Rechenzentrum verbraucht ausschließlich Strom. Hier wird der Stromverbrauch der IT am Ausgang der UPS-Systeme gemessen, der Gesamtenergieverbrauch am Stromzähler des Providers.
1: Der Stromverbrauch der IT wird am Ausgang des UPS-Systems gemessen, der Gesamtenergieverbrauch wird aus sämtlichen Rechnungen von Energielieferanten (Strom, Wasser, Gas….) ermittelt. Dieses müssen auf eine Messeinheit vereinheitlicht, jeweils mit einem vorgegebenen Faktor für den jeweiligen Energieträger multipliziert und dann aufsummiert werden. Diese Faktoren betragen zum Beispiel für Erdgas 0,31, für angeliefertes Warmwasser 0,40 oder für angelieferten Dampf 0,43.
2: Der Stromverbrauch der IT wird am Ausgang der Stromverteiler für die IT gemessen, wobei an jedem betreffenden Ausgang ein Messgerät angebracht sein muss. Die Ermittlung des Gesamtenergieverbrauchs erfolgt wie bei Klasse 1.
3: Der Stromverbrauch der IT wird am Anschluss der einzelnen IT-Systeme ans Stromnetz gemessen und aufsummiert. An jedem Anschluss ist ein separates Messgerät nötig. Die Ermittlung des Gesamtenergieverbrauchs erfolgt wie bei Klasse 1.

Für Umweltbewusste: G-Faktor ermittelt Kohlendioxidausstoß

Die Effizienz eines Rechenzentrums sagt an sich wenig über seine Umweltfreund- oder schädlichkeit aus, nur darüber, ob innerhalb des RZ gemessen an seinem Zweck, IT-Leistung bereitzustellen, Strom oder andere Energie verschwendet wird. Daher haben sich Kritiker der bisherigen PUE-Systematik einen weiteren Schritt ausgedacht, der nun wirklich Bezug zur Umwelt über den erzeugten Kohlendioxidausstoß herstellt und damit auch einzelne Rechenzentren hinsichtlich ihrer Umweltfreundlichkeit verbleichbar macht. Es wird nämlich ein sogenannter G-Faktor hinzugefügt. Dieser berücksichtigt, aus welchen Quellen der verbrauchte Strom zu welchen Anteilen kommt und kalkuliert die jeweilige Effizienz und den jeweiligen Kohlendioxidausstoß der Stromquellen ein. Das kann dazu führen, dass ein Rechenzentrum mit einem eigentlich guten PUE durch den Bezug von beispielsweise ausschließlich Kohlestrom insgesamt eher schlecht abschneidet, während ein Rechenzentrum mit intern etwas geringerer Effizienz, aber saubereren Stromquellen insgesamt ökologisch effizienter ist. Details und Berechnungsbeispiele zu diesem „grünen PUE“ (GPUE) finden sich auf http://blog.greenqloud.com. Die Daten für diverse real existierende Rechenzentren sind ebenfalls angegeben. Greenqloud stammt aus Island, ein Land, in dem Elektrizität mehr oder weniger vollständig aus Geothermie hergestellt wird und wo somit sehr niedrige Werte erreicht werden. Hiermit verbindet sich wohl die Hoffnung des gleichnamigen RZ-Betreibers, vermehrt festlandeuropäische und weltweite Kunden für sein Cloud-Comuting-Angebot zu finden. Falsch ist diese Berechnungsmethode trotzdem nicht.
Die Logik scheint sich in der Branche zu verbreiten, denn Google investiert zum Beispiel massiv in Windparks (siehe z.B. hier), die die Energiebilanz erheblich verbessern würden.

Fazit:Dass interne Effizienz nicht reicht, ist zumindest bei den „Grünen“ innerhalb der Branche angekommen. Es bleibt zu hoffen, dass sich auch bei EPA, The Green Grid und anderen Akteuren die Einsicht durchsetzt, dass es nicht egal ist, woher der Strom kommt, den ein RZ verbraucht – vielmehr ist die EInbeziehung dieses Kriteriums nötig, wenn man sich zum Beispiel für einen RZ-Dienstleister entscheiden und Umweltgesichtspunkte berücksichtigen will.

Summary:A taskforce with members from US-american EPA, US Ministery of Energy, The Green Grid and others has published a more detailled method to calculate PUE, the standard measure for energy efficiency. But this redesigned PUE is still limited to the internal efficiency of the data center and does not include the environmental effects resulting from the source the electricity comes from. To integrate this, the islandic organization Greenqloud suggests the calculation of a GPUE that weighs the carbon dioxide output and efficiency of the production of the electricity used. Details on the Greenqloud-blog.

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