Mehr Leistung – weniger Ressourcenverbrauch Die Ampere-Prozessoren für Cloud Native Workloads

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Nachhaltiges Betreiben von Rechenzentren kann nur gelingen, wenn anderen Effizienz geschraubt wird. Dabei können Prozessorarchitekturen eine durchaus entscheidende Rolle spielen.

Rechenzentren stehen immer wieder wegen ihres hohen Stromverbrauchs und einer schlechten Energiebilanz in der Kritik. Betreiber müssen Wege finden, das anhaltende Datenwachstum in Einklang mit Nachhaltigkeitszielen zu bringen. Hinzu kommen Städte, die ihre verbleibenden freien Flächen nur zähneknirschend an Betreiber von Rechenzentren abtreten – zahlen deren Expansion schließlich negativ auf die ESG-Konten (ESG = Environmental, Social und Governance) der Städte ein.

Mit der zunehmenden Vernetzung unserer Welt und dem Aufkommen neuer rechenintensiver Workloads wie der generativen KI steigt die Nachfrage nach Rechenleistung in Rechenzentren in einem noch nie dagewesenen Ausmaß. Gleichzeitig stoßen jene Rechenzentren jedoch an ihre Grenzen, wenn es um den Zugang zu natürlichen Ressourcen geht. Der Zugang zu zusätzlichem Strom und Wasser wird immer schwieriger, die Energiekosten steigen – und der Platz für neue Gebäude ist besonders im urbanen Raum begrenzt.

Das Zusammentreffen dieser Faktoren bringt die Branche an einen kritischen Wendepunkt: Wie können wir Rechenzentren nachhaltiger gestalten und gleichzeitig den wachsenden Bedarf an hochleistungsfähigen Rechenzentren decken? Aktuelle Schlagzeilen, wie etwa über den Diskurs in Frankfurt am Main, Rechenzentren ganz aus der Stadt zu verlagern, um die städtischen Klimaziele zu erreichen (siehe. Das "Ja, aber" zu neuen Rechenzentren steckt fest; Der Leiter des Klimareferats Frankfurt am Main über die Ansiedlung neuer Datacenter), zeigen die Dringlichkeit, nachhaltigere Lösungen für den Betrieb von Rechenzentren zu finden. Um innerhalb von bestehenden Strukturen skalieren zu können, müssen Unternehmen Wege finden, mehr Rechenleistung in ihren vorhandenen Racks unterzubringen.

Altere Prozessoren führen zur Design-Zwickmühle

Ältere x86-Prozessoren sind aufgrund ihres Designs in der Zwickmühle: Sie sind zwar in der Lage, eine höhere Leistung zu bieten, aber benötigen dafür gleichzeitig einen höheren Energiebedarf. Dies führt dazu, dass Racks nicht vollständig belegt werden können.

Ungenutzter Rack-Platz und mangelhafte Leistung für Cloud Native Services führen zu nicht nachhaltigen Rechenzentren, höherem Energieverbrauch und einem großen CO₂-Fußabdruck. Cloud Native Processors sind dagegen für effiziente Scale-Out-Workloads konzipiert. Durch den Einsatz dieser neuen Klasse von Prozessoren können Betreiber von Rechenzentren den Stromverbrauch und die Betriebskosten ihrer Workloads senken und gleichzeitig Platz einsparen.

Senkung des Stromverbrauchs

Damit Betreiber von Rechenzentren nachhaltiger agieren können, muss man nicht unbedingt neue, komplizierte Lösungen erfinden oder Rechenzentren von Grund auf neu bauen. Durch den Einsatz von Cloud-Native-Processoren, die speziell für die Herausforderungen moderner Rechenleistung entwickelt wurden, können wir den Stromverbrauch und die Emissionen von Rechenzentren sofort und ohne spezielle Ausrüstung reduzieren.

„Cloud NativeProcessors“ von Ampere, einem Hersteller, der sich auf den Bau von ARM-basierten Compute-Produkten in Rechenzentrumsqualität spezialisiert hat, wurden von Grund auf speziell für mandantenfähige Cloud-Umgebungen entwickelt. Ihre Architektur bietet die hohe Rechendichte, die für Cloud Native Workloads erforderlich ist, und verbraucht dabei bis zu 2,5 Mal weniger Strom als herkömmliche Prozessoren. Dadurch können Betreiber von Rechenzentren die gleiche oder sogar eine gesteigerte Leistung bei weitaus geringerem Stromverbrauch erzielen und so die Nachhaltigkeit insgesamt verbessern.

Erhöhung der Kapazität des verfügbaren Raums

In vielen modernen Rechenzentren sind die Racks nicht ausgelastet. Der Grund dafür ist so simpel wie absurd: Der Strombedarf für die Befüllung des Racks mit Servern übersteigt die Stromkapazität des Racks selbst. Dies führt dazu, dass in den Rechenzentren halb-leere Racks stehen.

Der Platzbedarf ist also enorm, was den Ruf nach weiteren Flächen für neue Rechenzentren erklärt – und, wie im Fall von Frankfurt, schnell mit dem öffentlichen Interesse kollidiert. Durch die Verringerung des Stromverbrauchs jedes Servers ermöglichen Cloud Native Processors den Betreibern, mehr Server in ihren Racks zu belegen.

Dadurch erhöht sich die gesamte Rechenkapazität im Rechenzentrum und der Bedarf an neuen Flächen wird zugleich verringert. Dies trägt erheblich zur mehr Nachhaltigkeit bei, da der Bau neuer Rechenzentren zu den größten Verursachern von Kohlenstoffemissionen in der Rechenzentrumsbranche gehört.

Senkung der Kühlkosten und des Wasserverbrauchs

Rechenzentren erzeugen eine große Menge an Abwärme und müssen entsprechend gekühlt werden. Da die mit der Wärme-Ableitung verbundenen Herausforderungen immer größer werden, werden die Lösungen zu ihrer Bewältigung immer kostspieliger und komplizierter. Neue Kühltechniken, die derzeit entwickelt werden, verzichten auf die Verwendung von Wasser – eine begrenzte Ressource und eine potenzielle Belastung für das Rechenzentrum – und konzentrieren sich auf chemische Lösungen, die auf lange Sicht eigene Umweltrisiken mit sich bringen könnten.

Die Verringerung des Stromverbrauchs durch den Einsatz von Cloud-Native-Processors reduziert zeitgleich auch die von den Servern abgegebene Wärme. Das bedeutet, dass die Betreiber von Rechenzentren den Einsatz kostspieliger Kühltechnologien vermeiden und auch den damit verbundenen Wasserverbrauch reduzieren können.

Die weltweiten Emissionen aus dem Cloud Computing liegen zwischen 2,5 und 3,7 Prozent aller globalen Treibhausgasemissionen und übertreffen damit die Emissionen aus dem kommerziellen Flugverkehr, der Schifffahrt und anderen bedeutenden Branchen. Die Senkung dieser Emissionen und die Schaffung nachhaltigerer Rechenzentren zur Deckung unseres künftigen Rechenbedarfs beginnt im Herzen des Rechenzentrums: beim Prozessor.

Durch die Senkung des Stromverbrauchs, die bessere Nutzung des verfügbaren Platzes und die Minimierung des Kühlungsbedarfs sind Cloud Native Processors ein großer erster Schritt zur Lösung des Nachhaltigkeitsproblems von Rechenzentren. Die Botschaft an die gesamte Branche ist klar: Nachhaltigkeit kann nicht warten. Echte Innovation im Rechenzentrum ist heute erforderlich – und sie beginnt mit Cloud Native Processors.

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