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Gearbeitet wird im Rechenzentrum, wenn der Wind bläst und die Sonne scheint Google will Datacenter-Workloads auf Sonnenstunden legen

Redakteur: Ulrike Ostler

Ein kleines Team von Ingenieuren bei Google hat eine „Kohlenstoff-intelligente“ Plattform entwickelt, heißt es auf einem Konzern-Blog. Entworfen wurde sie für Hyperscale-Rechenzentren. Damit soll es möglich sein, den Zeitpunkt vieler Rechenaufgaben auf die Zeit zu verlagern, zu der Energiequellen wie Wind und Sonne reichlich vorhanden sind.

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Google-Rechenzentren sollen zeitunkritische Workloads auf die Stunden und im Weiteren Orte verschieben, an denen die Sonne scheint und/oder es windet.
Google-Rechenzentren sollen zeitunkritische Workloads auf die Stunden und im Weiteren Orte verschieben, an denen die Sonne scheint und/oder es windet.
(Bild: Google)

Google ist seit 2007 klimaneutral. 2019 war zudem das dritte Jahr in Folge, in dem der Energieverbrauch zu 100 Prozent durch den Kauf erneuerbarer Energien gedeckt wurde, heißt es vom Konzern. Jetzt arbeite er an einer CO2-freien Energie, die sowohl rund um die Uhr als auch überall dort, wo sich Rechenzentren befinden, zur Verfügung stehen soll. Um ein solches Ziel erreichen zu können, müssen die Datacenter enger mit der Versorgung durch fossilfreie Energiequellen zusammenarbeiten.

Das soll möglich sein ohne zusätzliche Hardware und ohne Beeinträchtigung der Dienste wie „Google-Search“, „Maps“ und „Youtube“. Doch für zeitunkritische Dienste, wie das Erstellen neuer Filterfunktionen in Google Photos, die Videoverarbeitung für Youtube und das Hinzufügen neuer Wörter zu Google Translate könne die zeitliche Verschiebung machbar und sinnvoll sein, um CO2 zu sparen.

Dafür müssten in jedem Google-Rechenzentrum zwei Arten von Prognosen für den nächsten Tag getroffen werden. Eine wird vom Partnerunternehmen Tomorrow bereitgestellt. Sie zeigt an, wie sich die durchschnittliche stündliche Kohlenstoffintensität des lokalen Stromnetzes im Laufe eines Tages verändert. Die Prognosen, wie sich stündlich der Energiebedarf in den Rechenzentren verändert, um die Rechenaufgaben zu einem gegebenen Zeitraum zu erfüllen, steuert Google aus internen Erhebungen bei. Aus beiden Annahmen werden stündliche Richtlinien generiert beziehungsweise optimiert, um die Sonnen- und Windstunden möglichst gut auszunutzen.

Erste Ergebnisse zeigten, dass eine CO2-sensitive Lastverlagerung funktioniert, so der Google-Blog, der Ergebnisse aus einem Pilotprojekt anführt. Sie ermutigten, Teillasten aus dem Rechenzentrum auf Zeiten zu verschieben, in denen Wind oder Sonne oder beides für die Stromproduktion arbeiteten.

Wie geht es weiter?

Die erste Version der CO2-sentitiven Plattform konzentriere sich auf die Verlagerung von Aufgaben zu verschiedenen Tageszeiten innerhalb desselben Rechenzentrums. Es sei aber auch möglich, so weiterführende Überlegungen, entsprechende Compute-Aufgaben zwischen verschiedenen Rechenzentren zu verschieben, so dass die Arbeit dort erledigt werden könne, wo dies zu diesem Zeitraum umweltfreundlicher ist.

Die Daten aus dem Pilotprojekt veranschaulichen, wie das System die Berechnung der Basislinie (gestrichelte Linie) auf weniger kohlenstoffintensive Tageszeiten wie den frühen Morgen und den späten Abend (durchgezogene Linie) verschiebt, wenn Windenergie reichlichst vorhanden ist. Die graue Schattierungen stellen Tageszeiten dar, an denen kohlenstoffintensivere Energie im Netz vorhanden ist.
Die Daten aus dem Pilotprojekt veranschaulichen, wie das System die Berechnung der Basislinie (gestrichelte Linie) auf weniger kohlenstoffintensive Tageszeiten wie den frühen Morgen und den späten Abend (durchgezogene Linie) verschiebt, wenn Windenergie reichlichst vorhanden ist. Die graue Schattierungen stellen Tageszeiten dar, an denen kohlenstoffintensivere Energie im Netz vorhanden ist.
(Bild: Google)

„Unser Plan für die Zukunft ist es, die Last sowohl zeitlich als auch örtlich zu verlagern, um die Reduzierung der CO2-Emissionen auf Netzebene zu maximieren“; heißt es in dem Google-Blog von Ana Radovanovic, Technical Lead for Carbon-Intelligent Computing. Sie kündigt zudem an, dass Google seine Methodik und die Leistungsergebnisse der globalen Einführung in kommenden Forschungspublikationen vorgestellt werde. „Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse andere Organisationen dazu inspirieren, ihre eigenen Versionen einer kohlenstoff-sensitiven Plattform einzusetzen.“

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