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.

Info AG spart 20 Prozent IT-Energiekosten

Wie der IT-Dienstleister Info AG vermeldet, man habe die Energiekosten intern um 20 Prozent gesenkt. Gespart hat das Unternehmen vor allem bei Klimatisierung und Lüftung (anfangs 40 Prozent des IT-Stromverbrauchs). So wurden Kabelöffnungen, Rohrleitungen und weiterer Einlässe im Doppelboden abgedichtet, unbelegte Höheneinheiten versiegelt, Luftentfeuchtung und Kühlungssystem synchronisiert, Kalt-/ und Warmgänge mit entsprechender Einhausung angelegt, die Umgebungsparameter werden jetzt überwacht und regulierbarer Lüftersysteme sind installiert.

Bundeswehr: Green IT im Rechenzentrum

Einsparungen sind derzeit Trumpf bei der Bundeswehr. Das gilt auch für die Informationstechnik. Wie der IT-Dienstleister der Bundeswehr, BWI Informationstechnik, auf seiner Website meldet, hat man durch Virtualisierung mittlerweile 90 Prozent des Server-Stromverbrauchs eingespart. Derzeit wird die Kühltechnik umgebaut: Kalt- und Warmgangtrennung sowie neue Kühlaggregate sollen den Energiebedarf um 75 Prozent verringern. Schließlich will man die Wärmetechnik neu gestalten, indem der Energieverbrauch der einzelnen Systeme ermittelt und dann optimiert wird.

Green-ICT-Check von Swisscom

Wie ICT Kommunikation meldet, hat Swisscom ein kostenloses Online-Tool, mit dem IT-Leiter abschätzen können, ob und wie viel Strom sie in ihrer Infrastruktur sparen könnten. Abgefragt werden einfache Daten, die Rückschlüsse auf die Verkehrseinsparpotentiale durch ICT zulassen und Grunddaten zum Rechenzentrum (Zahl der Server, Alter, Kühlmethode), durch die man auf die Reduktionspotentiale mit geringem Aufwand in diesem Bereich schließen kann. Angegeben wird ein Kostenreduktionspotential in Schweizer Franken und ein Kohlendioxidreduktionspotential in Tonnen.

Summary:Swisscom offers a free-of-charge Online-Tool that evaluates carbon dioxide and cost reduction potentials in the data center and by reducing travel by means of IT.

Handelsblatt: Kuhmist zu Serverstrom

Wie das Handelsblatt berichtet, hat HP ein Konzept entwickelt, das die Ausscheidungen von Rindvieh, das auf großen Rinderfarmen lebt, zur Stromerzeugung nutzen könnte. Der Strom könnte dann die direkt nebenan gelegenen Serverfarmen powern und dem Landwirt so ein auskömmliches Zubrot sichern. Eine Großfarm mit 10.000 Kühen könne so ein Rechenzentrum mit 1 MW Energieverbrauch betreiben.

Kommentar: Das Konzept besticht nur oberflächlich. Denn eine Farm mit 10.000 Kühen ist an sich ein erheblicher negativer Umweltfaktor, und zwar gleich mehrfach: Erstens dürfte es sich dabei um eine besonders hochintegrierte Form der Massenviehhaltung handeln. Zweitens entsteht bei der Erzeugung von EINEM KILO Rindfleisch so viel Kohlendioxid wie bei 250 Kilometern Autofahrt (etwa 36 Kilo!). Und drittens ist der massenweise Verzehr insbesondere von Rindfleisch einer der Gründe für die weltweite Verknappung von Nahrungsmitteln und auch von Wasser. Um ein Kilo Rindfleisch zu erzeugen, braucht man 16 Kilo Getreide, das dann von niemandem mehr gegessen werden kann, und 15 Kubikmeter Wasser! Ein Kilo Weizen zu erzeugen braucht dagegen nur 0,3 bis 2 Kubikmenter Wasser. Im Durchschnitt aller Fleischsorten braucht man für ein Kilo Fleisch übrigens nur sieben Kilo Getreide (Schweinefleisch: 4 Kilo, Geflügel/Fisch ca. 2 Kilo). Der Fleischverzehr hat sich zwischen 1950 und 2006 von 47 Millionen Tonnen auf 260 Millionen Tonnen um 553% erhöht, gleichzeitig hat sich die Weltbevölkerung mehr als verdreifacht. (Quelle dieser Daten)
Fazit: Oberflächlich betrachtet eine gute Idee, genauer analysiert Unsinn. Man kann das Biogas nämlich auch direkt aus Getreideabfällen gewinnen und die Kühe abschaffen. Dann wäre allen geholfen: dem Rechenzentrum und den Hungernden!

Summary:As German Handelsblatt reports, HP proposes to put data centers close to huge cattle farms to use their excrements to create biogas to power the servers. A farm with 10.000 cows could power a 1-MW-datacentre. Unfortunately cattle farms, especially that size, are not in any way ecological in themselves. One kilo beeef creates as much carbon dioxide as 250 kilometres of car driving, needs 15 kilos of grain and 15 cubic metres of water to be created. The massive rise in meat consumption is one of the reasons for food scarcety in the world. So, it would be much better tomake biogas out of the remainders of grain as such (straw etc) and drive the datacentre with energy created that way!

Greenpeace zu Cloud: Stromquelle ist entscheidend

Mit einer Studie zu Cloud Computing stellt Greenpeace die Stromverbrauchswerte der IT, die von der bekannten Studie Smart 2020 angegeben wurden, in Frage. Smart 2020 hatte geschätzt, dass Cloud-Computing 2007 etwa 1963 Milliarden kWh verbrauchte und dadurch Emissionen von 1034 Megatonnen Kohlendioxid erzeugte.

Greenpeace modifiziert die Studie in drei Bereichen: durch das Herausrechnen von Mobiltelefonen, durch Anpassung des Umrechnungsfaktors zwischen Energieeinheiten und Tonnen Kohlendioxid an allgemein übliche Standards (Smart 2020 hatte hier eher exotische Quellen verwendet) und durch einen Bottom-Up-Ansatz bei der Berechnung des Stromverbrauchs von Datenzentren. Am Ende landet Greenpeace bei einem erheblich höheren Stromverbrauch fürs Cloud Computing (Datenzentren und Telekommunikation) als Smart 2020 (622,5 statt 486,7 Milliarden kWh) – entsprechend würde sich auch der Kohlendioxidausstoß erhöhen.

Die Schlussfolgerung von Greenpeace erscheint daher nur logisch: Ob Cloud ökologisch ist und wird oder nicht, hängt vorrangig von den verwendeten Stromquellen und dem Einsatz „grüner“ IT-Technologien ab!

Kommentar: Wir haben es ja schon immer geahnt, spätestens allerdings seit der Feststellung, dass IT schon elf Prozent des deutschen Stroms frisst im letzten Herbst: Auch mit Cloud kommt ein gewaltiger Stromverbrauch auf uns zu. Und von Kohlendioxid-Sparen kann man deswegen nur dann sprechen, wenn der Strom so grün ist wie die maifrischen Wiesen!

Summary:As Greenpeace calculated, electric energy used by cloud computing worldwide in 2007 was much higher than in the Smart 2020 study – 622,5 instead of 486,7 kWh. Reasons are calculation factors between Carbon Dioxide and kWh and bottom-up versus top-down analyses of data centres.

Newcomer schreibt Software für Energiemanagement

Joulex heißt ein Newcomer aus Deutschland, mit dessen Software Joulex Energy Monitor (JEM) Untenehmen alle IT- und später auch alle sonstigen per Software steuerbaren Systeme im Bereich Gebäudemanagement energetisch optimiert fahren können. Der größte Vorteil: Das System funktioniert ohne Agenten auf den Endgeräten. Mit im Boot: Tom Noonan, Gründer der inzwischen von Cisco aufgekauften Security-Firma ISS. nachhaltige-it sprach mit Josef Brunner, Cheftechologe und Co-Founder des Unternehmens, das in Deutschland standorte in München und Kassel unterhält. Brunner ist in der IT-Szene bekannt, weil er bereits zweimal erfolgreich IT-Firmen aufbaute und später an namhafte Player weiterverkaufte.

Frage: Herr Brunner, was ist die Idee hinter dem Joulex Energy Monitor?

Brunner: Wir wollen größeren Unternehmen mit vielen tausend IT- und anderen Geräten helfen, Transparenz in ihre Energiekosten zu bringen, indem sie für jedes Gerät erfahren können, was es verbraucht. Weiter können sie mit der Software ihre Geräte energetisch sinnvoll betreiben, so dass sie Kosten sparen. Und zwar ohne dass sie auf den einzelnen Systemen, die verwaltet werden, zusätzliche Softwareagenten installieren müssen. Das wäre zu umständlich.

Frage: Wie kommunizieren Sie mit den Endsystemen?

Brunner: Wir nutzen die Software und die Kommunikationsprotokolle, die bereits dort laufen. Also zum Beispiel WMI (Windows Management Instrumentation) oder den Directory Server, bei Linux und Mac das SSH-Protokoll oder bei Intel-Maschinen die Vpro-Technologie für die Fernwartung. Deshalb dauert die Implementierung unserer Lösung in Rechenzentren auch nur ein bis zwei Tage.

Frage: Cisco ist Ihnen ja da mit Energywise zuvorgekommen, und auch andere bieten inzwischen Energiemanagement an.

Brunner: Energywise läuft nur auf Ciscos Routern und Switches, die kann man damit sehr genau auslesen. Für die Verwaltung der externen Geräte, etwa das Abschalten von VoIP-Telefonen, arbeitet Cisco mit Partnern, zum Beispiel Verdiem und Solarwinds
. Wir kooperieren ebenfalls mit Cisco. Außerdem gibt es viele Firmen aus dem Patchmanagement, die sich nun auch am Energiemanagement versuchen, aber die arbeiten immer nur sehr selektiv mit einigen Systemen zusammen, funktionieren meist nicht agentenlos und haben vor allem kein Dachmanagement für übergreifende Funktionen wie eben ein energiepreisbasierendes Load Management.

Frage: Die oben erwähnten sind IT-Protokolle. Ihr Anspruch ist aber doch, alle möglichen Geräte zu verwalten.

Brunner. Richtig. Deshalb ergänzen wir auch immer mehr Schnittstellen. Der Markt für Haustechnik ist sehr zersplittert, in den USA gibt es zum Beispiel nur Herstellerstandards, in Europa beginnt sich EIB (Europäischer Installationsbus) durchzusetzen, derzeit gibt es jede Menge Proprietäres und viele kleine Anbieter, die implementieren wir Stück für Stück. Wir arbeiten auch eng mit zwei Großen, Bosch und Siemens, zusammen.

Frage: Warum wenden Sie sich in erster Linie an größere Firmen?

Brunner: Unser System ist so ausgelegt, dass wir mehrere 100.000 Geräte der unterschiedlicher Hersteller managen können, auch in unterschiedlichen Strom-Abrechnungswährungen, die dann auf die Firmenwährung konsolidiert werden und dem Anwender dann eine wirkliche Übersicht über die Energiekosten geben. So lassen sich Funktionen wie energiepreisbasierendes Load Balancing überhaupt realisieren. Wir wenden uns auch an kleinere Unternehmen, allerdings über den Partner Siemens Enterprise Networks.

Frage: Haben Sie Pilotkunden in Deutschland?

Brunner: Wir haben unsere Produkte im September 2009 bei Siemens und Swisscom installiert, die uns durch den Test in einem so großen Netz bei der Weiterentwicklung geholfen haben. Wir betreiben Rechenzentrumsprojekte mit UPS. Und wir sind auf der Suche nach weiteren guten, großen Pilotkunden hier und in den USA. Was den Mittelstand angeht: Wir haben in Deutschland beispielsweise die Sparkasse in Pforzheim gewonnen, die ihre Energiekosten beträchtlich senken konnte.
Wir sind auch mit großen öffentlichen Auftraggebern im Gespräch, die sich ja teilweise sehr hohe Einsparziele gesteckt haben. Ein Chemiekonzern mit eigener Energieerzeugung denkt ebenfalls über Zusammenarbeit mit uns nach. Auf der Cleantech World im Herbst in Berlin (.9.-.9.) wollen wir unser Produkt als Nachhaltigkeitskonsole der Veranstaltung präsentieren.

Frage: Wie viel Geld ist derzeit in Joulex investiert und wie viele Mitarbeiter haben Sie?

Brunner: Wir sind zu zwölft, das Kapital liegt bei etwa zwei Millionen Euro.

Frage: Wie ist Tom Noonan zu Ihnen gestoßen?

Brunner: Mein Hauptinvestor, die deutsche Venture-Capital-Firma Target Partners, war mit uns der Meinung, es sei gut, Joulex auch gleich auf die USA auszudehnen. Dazu brauchten wir dort einen potenten Partner. Weil Olaf Jacobi von Target Tom Noonan aus der Finanzierung von ISS kannte, stellte er den Kontakt her und Noonan war begeistert. Er investierte Geld seines eigenen Investmenthauses und ist jetzt mit dabei.

Green-IT-Stammtisch in Stuttgart am 15.4.

Einen Stammtisch für Green IT hat die Wirtschaftsförderung Stuttgart initiiert. Angesprochen werden vor allem kleine und mittlere Unternehmen, die ihre IT effizienter gestalten wollen oder dies schon tun. Der Arbeitskreis ist als Plattform für den Erfahrungsaustausch gedacht, es gibt aber auch Referate von Externen, zum Beispiel Herstellerfirmen. Der erste Stammtisch findet am 15.4. um 15 Uhr auf der Messe Stuttgart statt, es referiert ein IBM-Mitarbeiter, anschließend ist Erfahrungsaustausch geplant. Nähere Info und Anmeldung hier.

Reichlich Grünes auf der Cebit

Im Rahmen der alljährlichen Prä-Cebit-Präsentationen wurde auch in diesem Jahr wieder ein bunter Strauß von Neuerungen vorgefährt, die die IT grüner machen sollen. Da wäre einmal das Großereignis Cebit Green IT in Halle 8, wo alles echt oder scheinbar Grüne in Form einer Messe auf der Messe gezeigt wird. Diesmal machen 30 Firmen mit (von mehreren Tausend Ausstellern, was einen Schluss darauf zulässt, wie wichtig das Thema vielerorts genommen wird). Im Mittelpunkt sollen die Themen E-Energy, E-Mobilität, Remarketing und Recycling sowie Best Practises in Europa stehen.
Auf den Vorpräsentationen gaben einige Firmen einen Einblick in grüne Neuerungen: CA will jetzt auch etwas vom grünen Kuchen abhaben und bietet nun eine Software für das Umweltmanagement an, die alle Bereiche umfasst – von der Erfassung der Energieverbräuche über Wasser-, Abfall- und Kohlendioxidmanagement. Das Modul ecoMeter managt dabei die Energieverbräuche vor Ort, während das Modul ecoGovernment nur on demand genutzt wird und höhere Managementfunktionen bietet.
Rittal, bei Green IT kein Unbekannter, hat sich jetzt bei der Energieoptimierung von Rechenzentren mit dem Elektronik- und Steckverbinderspezialisten Phoenix Contact zusammengetan. Unter dem gemeinsamen Dach der Friedhelm-Loh-Gruppe vereint, bietet man den Kunden nun die Messung der Stromverbräuche direkt vom Niederspannungs-Hauptverteiler (NSHV) an. Es werden der Gesamtstrom und die Abnahmewerte benachbarter Abgänge ermittelt und an Rittals System RiZone übergeben. Die Software hilft dann, das Gesamtsystem so zu steuern, dass der Stromverbrauch optimiert wird. RiZone wird jetzt um eine intelligente Stromverteilung erweitert. Die Daten aus dem NSHV erfasst ein spezielles Messmodul, das Elektrischen Energie Management Modul (EEM). Dann werden sie per SNMP (Simple Network Management Protocol), einem gängigen Managementprotokoll in Ethernet-Netzen, an RIZone übertragen.