IT-Awards 2024 Die besten Anbieter von cooler Kühlung

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Rechenzentren sind eine komplexe Angelegenheit. Sie beherbergen zahlreiche leistungsfähige Server, verfügen über extrem schnelle Netzwerkanbindungen und nutzen zahlreiche hochperformante Komponenten. Im Betrieb entsteht eine enorme Menge an Abwärme, die es mittels durchdachter und nachhaltiger Kühlsysteme abzuführen gilt.

Rechenzentren sind ein wichtiges Element unserer modernen IT-Infrastrukturen. Sie gewinnen im Moment dank der zunehmenden KI-Nutzung und deren hohen Leistungsanforderungen weiter an Bedeutung. Um den modernen Geschäftsanforderungen gerecht zu werden, sind performante Server und Systeme ein absolutes Muss. Deren hohe Leistung zieht aber entsprechende Abwärme nach sich, die kontinuierlich abgeführt werden muss.

Effiziente Kühlsysteme sind aus diesem Grund ein elementarer Bestandteil jedes Rechenzentrums. Sie stellen nicht nur den reibungslosen Betrieb der Server in möglichst optimalen Temperaturfenstern sicher, sondern spielen auch hinsichtlich der Energie-Effizienz und Nachhaltigkeit des Rechenzentrumsbetriebs eine große Rolle.

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Es existieren verschiedene Schätzungen, wie viel Energie allein für die Kühlung eines Rechenzentrums benötigt wird: Sie reichen von etwa 10 bis hin zu 70 Prozent in sehr ungünstigen Fällen. Realistisch sind wahrscheinlich Werte zwischen 20 und 40 Prozent. Optimale Kühlsysteme sind deshalb sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus ökologischen Gründen bedeutsam.

Luft oder Wasser?

Grundlegend gelten Luft- und Wasser-basierte Kühlsysteme als die gängigsten Verfahren. Luft-basierte Systeme sind in gewisser Weise ein Klassiker und in der IT weitverbreitet. Im Umfeld von Rechenzentren kommt Luftkühlung in verschiedenen Formen zum Einsatz. Dazu zählt zunächst der Einsatz klassischer Klimaanlagen und CRAC-Systeme („Computer Room Air Conditioning“). Sie regeln Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftzufuhr. Derartige Systeme gelten als sehr zuverlässig, aber energiehungrig – speziell in großen Rechenzentren.

Effizienter ist die Kaltgang- beziehungsweise Warmgangeinhausung: Hierbei werden Warm- und Kaltluftbereiche physisch strikt voneinander getrennt, was eine wirksamere Kühlung bei gleichzeitig geringerem Energiebedarf gestattet. Ein weiterer Ansatz ist sogenannte freie Kühlung („Free Cooling“), die sich Außenluft für die Kühlung der Server zunutze macht. Besonders an Standorten in kühlen Klimazonen kann dieses Verfahren den Energieverbrauch des Rechenzentrums stark reduzieren.

Neben diesen Luft-basierten Verfahren ist auch Wasser- oder Flüssigkeits-basierte Kühlung gängig. Derartige Systeme benötigen oftmals weniger Platz und arbeiten effizienter als Luft-basierte Verfahren. Meist kommt die „Cold Plate“-Methode zum Einsatz: Dabei werden Kühlkörper auf Prozessoren, RAM oder GPUs von Flüssigkeit durchströmt und mit einem Kühlkreislauf samt Wärmetauschern („Coolant Distribution Unit“, CDU) verbunden. Mit der Immersionskühlung gibt es noch eine weitere, eher selten genutzte Variante. Hierbei werden Server vollständig einer speziellen, elektrisch nicht leitenden Flüssigkeit versenkt, die Wärme absorbiert.

Nachhaltigkeit im Fokus

Das Thema Nachhaltigkeit ist für Rechenzentren obligatorisch, schon allein aufgrund zahlreicher regulatorischer Vorgaben. Die Kühlsysteme spielen dabei eine wichtige Rolle, da sie für einen beachtlichen Teil des gesamten Energieverbrauchs verantwortlich sind. Betreiber von Rechenzentren können aber eine Reihe von Maßnahmen treffen, um sich zukunftssicher und ökologisch aufzustellen. Dazu zählt zum Beispiel der Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien, was zudem den CO₂-Ausstoß deutlich reduziert. Außerdem lässt sich die Klimatisierung des Datacenters mit KI-Unterstützung bereits ab der Designphase vorausschauend planen und später im laufenden Betrieb datenbasiert optimieren.

Kommt Flüssigkeitskühlung zum Einsatz, bieten sich geschlossene Kreisläufe oder zum Beispiel der Einsatz von Regenwasser an, um Umweltverträglichkeit sicherzustellen. Fortschrittliche Kühlflüssigkeiten versprechen künftig noch höhere Effizienz und verbesserte Nachhaltigkeit. Daneben lässt sich auch die entstehende Abwärme eines Rechenzentrums nutzen, um benachbarte Gebäude zu beheizen oder eine Einspeisung in lokale Fernwärmenetze vorzunehmen.

Wachsender Bedarf treibt Markt an

Laut aktuellen Zahlen der Marktforscher von Fortune Business Insights wird das weltweite Gesamtvolumen des Marktes für Datacenter Cooling auf rund 16,8 Milliarden Dollar beziffert. Bis 2032 wird ein weiteres Wachstum auf rund 42,5 Milliarden Dollar erwartet, was einer jährlichen Zuwachsrate („Compound Annual Growth Rate“, CAGR) von etwa 12,3 Prozent entspräche. Als Wachstumsfaktoren gelten unter anderem der zunehmende und anspruchsvolle KI-Einsatz, eine hohe Nachfrage nach freien Kühlungen sowie der anhaltende Trend zur Migration in die Cloud.

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