Modularität in Rechenzentren Einheitsgrößen in der Stromversorgung von Datacenter haben ausgedient

Autor / Redakteur: Ian Wilcoxson* / Ulrike Ostler

Da die Nachfrage nach Cloud-Diensten so schnell wächst, suchen die Architekten von Rechenzentren nach effizienten, kostengünstigen Möglichkeiten, Einrichtungen zu bauen, die es ihnen ermöglichen, die Höhe der Kapitalinvestitionen an die aktuelle Nachfrage anzupassen und gleichzeitig eine kostengünstige Möglichkeit für künftige Erweiterungen zu bieten. Modularität heißt das Zauberwort.

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Mit einer solchen Anlage der „Power Optimised Design Solutions“ (PODS) adressiert Kohler Rechenzentren, die eine Leistung von 2240 kWe (50 Hz) – 2500 kWe (60 Hz) benötigen. (Ein kWe entspricht 1.000 Watt elektrischer Leistung, die erzeugt wird.)
Mit einer solchen Anlage der „Power Optimised Design Solutions“ (PODS) adressiert Kohler Rechenzentren, die eine Leistung von 2240 kWe (50 Hz) – 2500 kWe (60 Hz) benötigen. (Ein kWe entspricht 1.000 Watt elektrischer Leistung, die erzeugt wird.)
(Bild: Kohller)

Der Druck, neue Rechenzentren zu errichten, um mit dem rasanten Anstieg des weltweiten Datenvolumens Schritt zu halten, zwingt die Planer, Erbauer und Betreiber von Rechenzentren dazu, neue Arbeitsweisen anzuwenden. Eine solche ist ein modularer Ansatz für die Planung und den Bau von Rechenzentrumsinfrastrukturen, wie das Gebäude, seine Konnektivität, die Netzstromanschlüsse und andere Dienste, die dann schrittweise mit der wachsenden Nachfrage erweitert werden.

Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Kapitalinvestitionen nicht dem tatsächlichen - und nicht dem prognostizierten - Bedarf vorauseilen, während gleichzeitig der Implementierungsprozess beschleunigt wird. Server und Netzwerkausrüstungen lassen sich genauso wie Kühlanlagen und Notstromgeneratoren außerhalb des Standort bauen und testen und dann zur schnellen Installation und Inbetriebnahme an den Standort bringen.

Nach Angaben der Marktanalysten von Mordor Intelligence hatte der Weltmarkt für containerisierte (modulare) Rechenzentren im Jahr 2020 einen Wert von 7,52 Milliarden Dollar und wird voraussichtlich zwischen 2021 und 2026 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 25,49 Prozent auf 29,34 Milliarden Dollar anwachsen. Die Analysten haben herausgefunden, dass zugleich mehr als 40 Prozent der befragten Unternehmen über die Skalierung ihrer Rechenzentren besorgt waren - ein Problem, das sich mit einem modularen Ansatz leicht lösen lässt.

Unterschiedliche Rechenzentren, unterschiedliche Anforderungen

Modulare Rechenzentren werden in vielfältigem Kontext eingesetzt. Sie werden in Gebiete verfrachtet, die von Naturkatastrophen heimgesucht wurden, um eine Notversorgung mit Rechenleistung zu gewährleisten. Sie werden eingesetzt, um die Kapazität vorübergehend zu erhöhen oder Hochleistungsrechenanlagen zur Bewältigung zusätzlicher Lasten hinzuzuziehen, ohne die Kernsysteme zu unterbrechen.

Andere Bereiche, in denen die Modularisierung attraktiv sein könnte, sind das Bank- und Finanzwesen, zumal die Pandemie dazu geführt hat, dass immer mehr Dienstleistungen online erbracht werden. (Wann haben Sie zuletzt etwas mit Bargeld gekauft?) Und es besteht auch Interesse daran, modulare Ansätze für den schnellen Aufbau von Hyperscale-Rechenzentren zu nutzen, um mit der Umstellung auf ein stärkeres Online-Leben während der Pandemie Schritt zu halten.

Ein Begehbare Modell von Kohler: Es deckt die Bandbreite von 3680 kWe (50 Hz) bis 4000 kWe (60 Hz) ab.
Ein Begehbare Modell von Kohler: Es deckt die Bandbreite von 3680 kWe (50 Hz) bis 4000 kWe (60 Hz) ab.
(Bild: Kohler)

Angesichts der steigenden Nachfrage nach Verarbeitungskapazität werden weltweit immer mehr Rechenzentren gebaut. Auch das Design der Rechenzentren entwickelt sich weiter. Zu den riesigen Hyperscale-Rechenzentren, die wir für die Infrastruktur von Suchunternehmen und Online-Händlern halten, gesellen sich kleinere regionale und Edge-Einrichtungen, die die Cloud-Berechnungen näher an die Nutzer bringen.

Energie-optimiertes Design

Aufstrebende Dienste wie 5G und Machine-to-Machine-Kommunikation reagieren empfindlicher auf Latenzprobleme als beispielsweise E-Commerce-Transaktionen, und so wird die Lokalisierung auch genutzt, um die Zeit zu minimieren, die Daten benötigen, um ein Rechenzentrum zu erreichen, verarbeitet zu werden und zu ihrem Ursprung zurückzukehren. Um den Markt für Rechenzentren bedienen zu können, müssen die Anbieter daher flexible, modulare Systeme anbieten, die so konfiguriert werden können, dass sie in Edge-, Regional- und Hyperscale-Rechenzentren effektiv arbeiten und alle lokalen Anforderungen, Normen und Vorschriften erfüllen, egal wo auf der Welt sie installiert sind.

Hier werden Notstrom-Generatoren produziert.
Hier werden Notstrom-Generatoren produziert.
(Bild: Kohler)

Dazu gehören „Power Optimised Design Solutions“ (PODS), bei denen es sich um Nieder- und Mittelspannungsaggregate handelt, die hohe Leistung, Zuverlässigkeit, Robustheit und Sicherheit bieten. Die PODS sind modular aufgebaut und können mit fest montierten Kühlern am Grundrahmen des Generators ausgestattet werden, was die Handhabung und Installation vereinfacht. Sie verwenden Standardkomponenten und sind in einer Vielzahl von Konfigurationen erhältlich, so dass sie mit kurzen Vorlaufzeiten für einen schnellen Einsatz verfügbar sind.

PODS sind so konzipiert, dass sie komplett geliefert und dann auf einer externen Betonplatte montiert werden, wobei alle vom Kunden angegebenen Optionen bereits angeschlossen und getestet sind, was eine schnelle und anpassungsfähige Installation ermöglicht. PODS können auch modular gestapelt oder in Racks montiert werden, sodass sie schrittweise installiert werden können, wenn die Kapazität des Rechenzentrums und der Bedarf an Notstromversorgung steigen.

Steigende Anforderungen

Da Rechenzentren wachsen und an immer mehr Standorten entstehen, kommen auch strenge Lärmschutznormen ins Spiel, wenn es darum geht, eine Genehmigung für die Einrichtung von Rechenzentren zu erhalten und eine gute Nachbarschaft zu gewährleisten. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da Rechenzentren, vor allem am Rande des Netzes, in Büroparks und gemischt genutzten Gebieten von Städten angesiedelt werden, wo Bedenken hinsichtlich der Lärmerzeugung einen schnellen Abschluss des Planungsprozesses erschweren können.

Die Geräuschunterdrückung ist ab einem Höchstwert von 85 dB(A), gemessen in einem Abstand von 1 Meter von entscheidender Bedeutung, obwohl je nach den Anforderungen des Standorts auch strengere Optionen mit 75 dB(A) oder 65 dB(A) verfügbar sind. PODS sollten daher mit schalldämmenden Paneelen aus Mineralwolle der Brandschutzklasse M1 ausgestattet werden, die mit Glasfasern abgedeckt sind.

Außerdem sollten mit der Diversifizierung der Größe und des Standorts von Rechenzentren verschiedene PODS eingesetzt werden, um die unterschiedlichen Spezifikationen und Anforderungen zu erfüllen. Für lokale oder randständige Rechenzentren mit einer Leistung von bis zu 5 Megawatt (MW) kann zum Beispiel Kohler PODS in einem 20-Fuß-Standardcontainer, mit einem dichten Gehäuse liefern, das sich an die Anforderungen des Benutzers anpassen lässt, oder mit einer einfachen Überdachung. Sie sind kompakt und mit kurzer Vorlaufzeit verfügbar.

Die Kohler-PODS

Regionale Rechenzentren, die eine Notstromversorgung von bis zu 25 MW benötigen, können mit den Modular PODS versorgt werden, die in einem 40-Fuß-Schiffscontainer erhältlich sind, um den Transport und die Integration in Rechenzentren zu erleichtern, die ebenfalls Racks und Stapel solcher Container zur Unterbringung von Server- und Netzwerkausrüstung verwenden. Die Modular PODS sind auch in dichten Gehäusen erhältlich, die ebenfalls an die Bedürfnisse der Benutzer angepasst werden können.

Kohler bietet seine PODS in drei verschiedenen Klassen an. Das ist die mittlere Bandbreite.
Kohler bietet seine PODS in drei verschiedenen Klassen an. Das ist die mittlere Bandbreite.
(Bild: Kohler)

Für die größten Hyperscale-Rechenzentren, die bis zu 500 Megawatt an Reserveleistung benötigen, bietet Kohler so genannte „Density PODS“ an. Diese sind in einem 45-Fuß-Container untergebracht, der genug Platz für die interne Kühlung bietet, die für die Unterbringung von Stromaggregaten mit sehr hoher Leistung erforderlich ist. Begehbare PODS sind eine sinnvolle Wahl für diesen Großbetrieb, da sie den technischen Teams den Zugang zu allen wichtigen Aspekten des Aggregats ermöglichen, so dass sie es leicht bedienen und warten können.

* Ian Wilcoxson ist Channel Manager (Rechenzentren) bei EMEA Power Solutions von Kohler.

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