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Rechenzentren

Rechenzentren sind neben Breitbandnetzwerken die zentralen Infrastrukturen der digitalen Welt. Fast unbemerkt haben sie sich zum Herzstück der digitalen wie der industriellen Gesellschaft entwickelt.

Rechenzentren sind neben Breitbandnetzwerken die zentralen Infrastrukturen der digitalen Welt. Fast unbemerkt haben sie sich zum Herzstück der digitalen wie der industriellen Gesellschaft entwickelt.

Für die Bewältigung der gigantischen Datenmassen, die durch die rasante Digitalisierung unserer Gesellschaft anfallen, sind Rechenzentren heute nicht mehr wegzudenken. In Rechenzentren stehen die Server auf denen Suchmaschinen, Apps und soziale Netzwerke laufen. Rechenzentren bieten die Sicherheit und Leistungsfähigkeit um den Betrieb von Banken, Börsen und Flughäfen zu ermöglichen. Auch Forschung und Entwicklung wären ohne leistungsfähige Serversysteme heute nicht mehr vorstellbar.

Hessen bietet sehr gute Voraussetzungen, auch künftig der zentrale europäische Standort für leistungsfähige Rechenzentren zu sein. Insbesondere die Rhein-Main-Region hat sich dank einer hervorragenden Infrastruktur und der Nähe zum weltgrößten Internetknoten DE-CIX zu einem internationalen Zentrum für Rechenzentren entwickelt. Und alles deutet auch weiterhin auf Wachstum hin. Bereits Ende 2017 werden alle Rechenzentren zusammen eine Fläche von knapp 500 000 Quadratmetern in Frankfurt belegen.

Unlängst haben die Rechenzentren den Flughafen als größten Stromverbraucher in Frankfurt überholt. Obwohl Server immer effizienter und die Kühltechnik immer sparsamer wird, lässt sich absehen dass der Energiebedarf wegen der stetig steigenden Nachfrage nach Rechenkapazitäten weiter steigen wird.

Die Sicherung der Region als Spitzenstandort für Rechenzentren und die Entwicklung Hessens zum Standort für die weltweit sichersten und energieeffizientesten Rechenzentren ist der hessischen Landesregierung ein wichtiges Anliegen. Darum unterstützt das Digitale Hessen aktiv die Vernetzung der Akteure untereinander sowie mit der in Hessen ansässigen Forschung.

Rechenzentren in Hessen - Best Practice

ekom 21

Ziel des Projekts: Modernisierung des größten kommunalen Rechenzentrum Hessens in Kassel

Betreiber: Kommunales Gebietsrechenzentrum ekom21 – KGRZ Hessen (Körperschaft des öffentlichen Rechts)

Realisierung: 2009 bis 2011

Wirtschaftlichkeit:
• Verringerung der Zahl der Server von 450 auf 100
• Reduzierung des Stromverbrauchs von 220 auf 45 kW im Rechenzentrum
• Verringerung des jährlichen Stromverbrauchs bei ekom21 und bei den Kunden um zwei Millionen Kilowattstunden

Idee und Planung:
ekom21 beschäftigt sich schon seit Jahren mit der Frage, wie die angebotenen IT-Dienste möglichst umweltfreundlich bereitgestellt werden können - auch im Dialog mit Kunden, anderen Behörden, Partnern und Lieferanten. Im Jahr 2009 wurden dann mit der Planung zur Erneuerung des Rechenzentrums in Kassel erste konkrete Schritte unternommen. Zielsetzung war es, ein Rechenzentrum aufzubauen, dass sich zum einen durch eine hohe Sicherheit, zum anderen aber auch durch Umweltfreundlichkeit, lange Lebensdauer und geringen Energieverbrauch auszeichnet. Die hohen Sicherheitsanforderungen sollten durch die Zertifizierung für IT-Grundschutz des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) belegt werden. Um eine hohe Umweltfreundlichkeit und einen geringen Energieverbrauch zu realisieren, wurden sowohl die Rechnertechnik als auch die komplette Infrastruktur auf den Prüfstand gestellt und durch neue Lösungen ersetzt bzw. modernisiert.

Innovation: Nach sorgfältiger Planung wurde das Rechenzentrum innerhalb von zwei Jahren auf den neuesten Stand gebracht – wobei der Betrieb aufrechterhalten werden konnte. ekom21 investierte für Baumaßnahmen ca. 1,5 Millionen € und 0,9 Millionen € für neue Technik. Von der Stromversorgung über die Klimatechnik, den Zugangsschutz und die Gebäudeüberwachung bis hin zum Brandschutz und der Löschtechnik wurde alles modernisiert und durch energieeffiziente Lösungen ersetzt. Bei der IT-Hardware konnte die Anzahl der physischen Server durch konsequenten Einsatz von Virtualisierung von 450 auf 100 reduziert und damit der Stromverbrauch entsprechend verringert werden. ekom21 verfolgt den eingeschlagenen Weg konsequent weiter und berät die Endkunden zum Einsatz ökologischer Informations- und Kommunikationstechnologien und tauscht sich intensiv mit Lieferanten aus, um den gesamten Lebenszyklus von Hardware-Komponenten umwelt- und ressourcenschonend zu gestalten. Beispielhaft kann der Einsatz von klimaneutralen Toner im Druckzentrum eprint 21 genannt werden, wodurch 67 Tonnen CO2 eingespart werden können. Ekom21 hat zudem moderne IP-Telefonie-, Lync- und Video-Konferenz-Systeme installiert, um standortübergreifende Besprechungen vom Arbeitsplatz möglich zu machen und Fahrten zwischen den Geschäftsstellen in Darmstadt, Gießen und Kassel auf ein Minimum zu reduzieren.

Ergebnis: Die konsequente GreenIT-Strategie von ekom21 zahlt sich nicht nur für die Umwelt aus, sondern rechnet sich auch ökonomisch. Der Stromverbrauch konnte von 220 kW auf 45 kW reduziert werden. Hierdurch ergibt sich in fünf Jahren eine CO2-Einsparung von ca. 3.400 Tonnen. Insgesamt kann ekom21 innerhalb des Unternehmens und durch entsprechende Aktivitäten bei Kunden vor Ort heute über zwei Millionen Kilowattstunden Strom im Jahr einsparen. Das entspricht mit ca. 2.000 Tonnen CO2 dem Ausstoß von nahezu 1.000 Haushalten.

Kontakt: Stefan Thomas, Pressesprecher der ekom21,
Tel. +49 (0) 0561/204-1181,
E-Mail: presse@ekom21.de

Zusätzliche Informationen: http://www.ekom21.de

SMA „Smart RZ“

Smart RZ - Hohe Sicherheit und Funktionalität gepaart mit einem Fokus auf eine umwelt- und ressourcenschonende Nutzung der Informationstechnologie über den gesamten Lebenszyklus

Betreiber: SMA Solar Technology AG

Realisierung: Februar 2013

Wirtschaftlichkeit:

• PUE ≤ 1,25
• Freie Kühlung
• Nutzung der Abluft für die Hallenheizung
• Niedrige Investitionskosten
• Kontinuierlicher Verbesserungsprozess zur Optimierung des Rechenzentrums

Innovation: Das Rechenzentrum von SMA wurde in der Vergangenheit in mehreren Stufen ständig erweitert und verbessert. Hierbei war die Energieeffizienz der treibende Faktor. Dennoch wurden die notwendige Hochverfügbarkeit (Tier 3+, n+n ab NSHV) sowie die Möglichkeit eines weiteren Wachstums als weitere wichtige Rahmenbedingungen berücksichtigt. Das aktuell in Betrieb befindliche „Smart RZ“ gehört zu den energieeffizientesten Rechenzentren in Deutschland und wurde bereits zweimal mit dem Deutschen Rechenzentrumspreis ausgezeichnet – einmal im Jahr 2013 in der Kategorie „Energie—und Ressourceneffiziente Rechenzentren bis 300 m2“ und einmal im Jahr 2014 in der Kategorie „Gesamtheitliche Energieeffizienz im Rechenzentrum“. Die stufenweise Erweiterung umfasste unter anderen auch ein Interims-Rechenzentrum, in dem das Design des Smart RZ prototypisch getestet und weiterentwickelt werden konnte. Hierbei wurden auch unkonventionelle Lösungen betrachtet und näher untersucht. Das Interims-Rechenzentrum (60 KW IT-Leistung) erreichte mit dem Einsatz von direkter freier Kühlung bereits einen PUE-Wert von 1,31 im Jahresmittel. Das Smart RZ wird zu 99% des Jahres mit direkter freier Kühlung mit einer einfach aufgebauten, kostengünstigen und zuverlässigen Zentrallüftungsanlage betrieben. Dies ist möglich, da die gemäß der Standardisierungsorganisation ASHRAE zulässigen Temperatur- und Feuchtewerte ausgenutzt werden. So werden eine Temperatur im Rechenzentrum von bis zu 30 °C und eine Luftfeuchte zwischen 20 und 80 % zugelassen. Als Redundanzsystem ist ein einfaches kostengünstiges Splitsystem installiert, dass bei Luftverschmutzungen oder hohen Temperaturen einen sicheren Umluftbetrieb gewährleistet. Die warme Abluft des Rechenzentrums wird von SMA für die Hallenheizung genutzt. Das Smart RZ ist modular aufgebaut, so dass eine Erweiterung der Kapazitäten mit geringen Aufwand möglich ist. Zudem wurden die Anlagen so designt, dass Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten besonders schnell und kosteneffizient durchführbar sind. Der komplette Standort wurde mit Hilfe der Gebäudeleittechnik so ausgestattet, dass eine die aktuellen Leistungswerte der Anlagen jederzeit abgefragt werden können und Trendanalysen ermöglicht werden. Auch die IT-Komponenten werden kontinuierlich überwacht.

Gedanklicher Ansatz und Zielsetzung:
SMA verfolgt den Ansatz, auch mit seinem Rechenzentrum ein nachhaltiges und ressourcenschonendes Arbeiten zu realisieren. Daher wurde bei der Planung des Smart RZ eine PUE-Obergrenze von 1,25 festgelegt, die unbedingt eingehalten werden sollte. Die Realisierung dieses Ziels wurde unter Berücksichtigung der Anforderungen an die Hochverfügbarkeit so umgesetzt, dass Gesamtkosten möglichst gering bleiben. Dazu wurden nicht nur die Investitions- und Energiekosten, sondern auch die Kosten für die notwendigen Betriebs- und Wartungsarbeiten berücksichtigt. Es wurde ein Verbesserungsprozess installiert, die unter Berücksichtigung der gemachten Erfahrungen und mit Hilfe der kontinuierlichen Messungen eine ständige Optimierung des Rechenzentrums erlaubt.

Kontakt: Dirk Hupfeld, Senior Architect Data Center,
SMA Solar Technology AG

Zusätzliche Informationen http://www.datacenter-insider.de/specials/deutscher-rechenzentrumspreis/projekte/sma/

ECKD-Rechenzentrum

Ziel des Projekts: Voll virtualisiertes Rechenzentrum eines IT-Dienstleisters im kirchlichen Raum

Betreiber: EDV-Centrum für Kirche und Diakonie

Realisierung: Jahr 2010

Wirtschaftlichkeit:

  • Reduzierung des Gesamtenergieverbrauchs um 35 % bei gestiegener Leistungsfähigkeit
  • Reduzierung der benötigten IT-Fläche um den Faktor drei
  • Bereitstellung von neuem Applikationen für Kunden in wenigen Stunden

Idee und Planung:
Die EDV-Centrum für Kirche und Diakonie GmbH (ECKD) ist einer der führenden IT-Dienstleister im kirchlichen Raum. Bereits in der Vergangenheit wurden durchweg ISO-zertifizierte IT-Dienstleistungen bereitgestellt, damals noch in Kooperation mit einem kommunalen Rechenzentrum. Mittlerweile hat die ECKD ein eigenes hocheffizientes Rechenzentrum aufgebaut. Damit kann das Dienstleistungsangebot weiter ausgedehnt, die Servicequalität verbessert und die Reaktionszeiten verkürzt werden. Die Planung und Realisierung des Rechenzentrums – die gemeinsam mit den Partnern T-Systems und Cisco durchgeführt wurde - zeichnete sich durch eine konsequente Ausrichtung auf energieeffiziente Lösungen aus. Das neue ECKD-Rechenzentrum zeigt eindrucksvoll, wie ökonomische und ökologische Ziele in Einklang gebracht werden können.

Innovation: Der Fokus bei der Konzeption des Rechenzentrums lag auf der vollständigen und umfassenden Virtualisierung aller Systeme. Dadurch wird ein sehr hoher Auslastungsgrad von Prozessor-, Storage- und Netzwerkressourcen erreicht. Entsprechend wenig ungenutzte IT-Kapazitäten müssen in Betrieb gehalten und stromintensiv gekühlt werden. Damit wird Energie gespart und nachhaltig niedrige Investitions- und Betriebskosten erzielt. In seiner ganzheitlichen Virtualisierungsstrategie geht die ECKD deutlich weiter als viele andere Rechenzentren. Vielerorts mündet der Versuch, IT-Ressourcen besser auszulasten, in unerwartet steigender Komplexität. Die oftmals unterschiedlichen Lösungen für verschiedene Infrastrukturbereiche ermöglichen kein integriertes Management, der Administrationsaufwand steigt sogar. Bei der ECKD lassen sich dagegen die virtuellen Server zusammen mit ihrer Netzwerkanbindung bei laufendem Betrieb nahezu beliebig auf der physischen Serverfarm hin und her verschieben. Auch deren Wartung erfolgt absolut unterbrechungsfrei. Die verwendete Hardware bringt weitere Effizienzvorteile. "Wir bringen auf derselben Rack-Fläche doppelt so viele leistungsfähige Blades unter wie früher und verringern so beträchtlich unseren Kühlungsbedarf“, so Michael Otto, Prokurist der ECKD. „In älteren Rechenzentren läge der Stromverbrauch bei gleicher Rechenleistung um das Vierfache höher."

Ergebnis:
Im Ergebnis ist eine extrem energieeffiziente, sichere und skalierbare Plattform für jeden nur denkbaren IT- und Kommunikationsservice entstanden. Bereits heute sind quantifizierbare Einsparungen durch das neue Servicemodell der Private Cloud realisiert worden: Der Gesamt-Energieverbrauch konnte um etwa 35 Prozent verringert werden, die Data-Center-Nutzfläche wurde um den Faktor drei verringert, durch einen 100-prozentigen Virtualisierungsgrad konnte eine signifikante Steigerung der Hochverfügbarkeit erreicht werden und nicht zuletzt können heute dem Kunden neue Applikationen in wenigen Stunden zur Verfügung gestellt werden statt wie vorher erst nach mehreren Wochen. Mit dem neuen ECKD-Rechenzentrum kann aber nicht nur in der IT selbst Energie eingespart werden. Als neue Dienste kann die ECKD auch IP-Telefonie und andere Collaboration-Formen als gemanagten Service anbieten. Damit können kleine Gemeinden genauso wie kirchliche Spitzeninstitutionen innovative Collaborations-Lösungen über ihren gesicherten Netzwerkanschluss als bedarfsgerechte Dienstleistung in Anspruch nehmen. Vor Ort wird dafür keinerlei spezielle Infrastruktur gebraucht. Neben Sprachsignalen überträgt die IP-basierte ECKD-Plattform auch jede andere Art von digitalisierter Information, insbesondere Videobilder. So können insbesondere Dienstreisen reduziert und damit Zeit und Energie bei den Kunden der ECKD eingespart werden.

Kontakt: Michael Otto, Prokurist der ECKD,
Tel. 0561 400 44–0,
E-Mail: michael.otto@eckd.de

Zusätzliche Informationen: http://www.eckd.de/news/presse.php

Universal Investment

Ziel des Projekts: Aufbau eines energieeffizienten Hochsicherheitsrechenzentrums in Rekordzeit

Betreiber: Universal-Investment-Gesellschaft mbH

Realisierung: 2014

Wirtschaftlichkeit:
• Das Rechenzentren wurde zwei Monate schneller fertiggestellt als geplant
• Das geplante Budgets wurde durch vereinfachte Planung und striktes Kostenmanagement um 20 % unterschritten
• Garantierter niedriger PUE-Wert

Idee und Planung: Am Standort Frankfurt hat die Universal-Investment-Gesellschaft mbH ein 100 m2 Rechenzentrum mit 24 Racks innerhalb kürzester Zeit aufgebaut. Universal-Investment gehört zu den erfolgreichsten deutschen Kapitalverwaltungsgesellschaften. Für die effiziente Fondsverwaltung sind leistungsfähige und hochverfügbare IT-Systeme eine notwendige Voraussetzung. Mit dem Umzug der Büroräume im Jahr 2013 war auch der Aufbau eines Rechenzentrums am neuen Standort vorgesehen. Dies sollte zunächst nach konventioneller Bauweise geplant werden. Hierzu wären jedoch der Rückbau der Büroräume sowie die Bereitstellung komplexer und redundanter technischer Infrastruktur notwendig gewesen. Aus diesem Grunde entschied sich das Unternehmen dann doch, einen bislang eher unkonventionellen Weg zu gehen, und ein modulares Rechenzentrum einzusetzen, in dem bereits alle wichtigen Infrastrukturkomponenten enthalten sind. Die Entscheidung fiel für das Unternehmen Rittal, das innerhalb von sechs Wochen ein solches Rechenzentrums als vorkonfiguriertes aufeinander optimal abgestimmtes System mit einer Sicherheitszelle, IT-Racks, Klimatisierung, Stromteilung sowie Software für Monitoring und IT-Management liefern kann. Innovation: Neben einem hohen Maß an Zugangssicherheit, Hochverfügbarkeit und zertifiziertem Brandschutz, die durch das System erreicht werden, zeichnet sich das Konzept auch durch eine sehr gute Energieeffizienz aus. Die aufeinander abgestimmten Systeme ermöglichen einen sehr niedrigen PUE-Wert, der vom Hersteller garantiert wird. Für die Klimatisierung sind partielle PUE-Werte von bis zu 1,05 erreichbar und dokumentiert. Dies wurde auch von TÜV Rheinland bestätigt. Das Konzept des modularen Rechenzentrums kann wie bei Universal-Investment als Raum-in-Raum-Lösung, aber auch als Containerlösung eingesetzt werden.

Ergebnis:
Neben der erreichten hohen Energieeffizienz weist das System noch weitere Vorteile auf – beginnend von der deutlichen Reduzierung des Planungsaufwandes, der Erhöhung der Planungssicherheit durch überprüfte und aufeinander abgestimmte Komponenten über sehr kurze Lieferzeiten bis hin zu vorzertifizierten Systemen, die eine Endzertifizierung des Rechenzentrums deutlich vereinfachen. Universal-Investment konnte damit die Fertigstellung des Rechenzentrums um zwei Monate verkürzen bei gleichzeitiger Reduktion des geplanten Budgets um 20 %.

Kontakt:
Thomas Dietz, Abteilungsleiter Operation bei Universal IT-Services

Zusätzliche Informationen http://www.computerwelt.at/news/technologie-strategie/rechenzentrum/detail/artikel/111616-rechenzentrum-in-rekordzeit/

www.rittal.com/imf/none/24_721/

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