Im Rechenzentrum gewinnen Nachhaltigkeit, Umsetzungsgeschwindigkeit und Sicherheitsfragen Huawei beschreibt 10 Trends für Rechenzentren

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Huawei hat im White Paper „On the Top 10 Trends of Data Center Facilities“ die wichtigsten zehn Trends für Rechenzentrumseinrichtungen beleuchtet.

Der chinesische Anbieter Huawei hat zehn Trends für die weitere Entwicklung von Rechenzentren unter die Lupe genommen. Laut dem White Paper „On the Top 10 Trends of Data Center Facilities“ sind dies im Einzelnen:

Trend 1: Niedriger Kohlenstoffausstoß - Durch das Streben nach CO₂-Neutralität erfährt die Rechenzentrumsbranche tiefgreifende Veränderungen. Rechenzentren werden kohlenstoffarm, da saubere Energie in großem Umfang genutzt wird. Effiziente Technologien zur Energie-Einsparung werden gefördert und mehr Methoden zur CO₂ Reduktion wie die Rückgewinnung von Abwärme eingeführt.

Trend 2: Nachhaltigkeit - Niedrige oder gar keine Kohlenstoffemissionen sind nicht der einzige Maßstab für Nachhaltigkeit. Im weiteren Sinne muss Nachhaltigkeit unter drei Aspekten betrachtet werden: Umwelt, Soziales und Unternehmensführung (ESG). Die Nachhaltigkeit von Rechenzentren wird anhand der Effizienz der Energie- und Ressourcennutzung sowie der Auswirkungen auf die Umwelt gemessen.

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Neben dem PUE-Wert werden Rechenzentren auch durch umfassendere Indikatoren wie die Nutzung erneuerbarer Energien, Wassernutzungseffizienz (WUE), Kohlenstoffnutzungseffizienz (CUE), Flächennutzungseffizienz (SUE), Netznutzungseffizienz (GUE), Materialrückgewinnungsrate und Schadstoffemissionen gemessen.

Trend 3: Schnelle Bereitstellung - Durch die Nachfrage nach Künstlichen-Intelligenz-und Hochleistungsrechnen steigt die weltweite Nachfrage nach Rechenleistung rapide an, wobei in den nächsten fünf Jahren mit einem Durchschnittswachstum (CAGR) von über 50 Prozent gerechnet wird. Internet-Dienste müssen in der Lage sein, den Rechenbedarf innerhalb kurzer Zeit zu decken.

Rechenzentren müssen schnell aufgebaut werden, um die explodierende Nachfrage nach Rechendiensten zu befriedigen. Die Zeit bis zur Marktreife (Time-to-Market, TTM) wird von zwölf auf sechs Monate oder noch kürzer sinken.

Trend 4: Hohe Dichte - Da Chips und Server eine höhere Rechenleistung erbringen und mehr Strom verbrauchen, wird die Leistungsdichte pro IT-Rack in den nächsten fünf Jahren von 6 bis 8 Kilowatt (kW) auf 12 bis 15 kW steigen. Chips werden alle 2 bis 3 Jahre aktualisiert, um eine höhere Rechenleistung zu erreichen, was zu einer Vervielfachung des Stromverbrauchs führt. Auch die IT-Technologien werden aufgerüstet, um die Anforderungen von Hyperscale-Rechenzentren effizient zu erfüllen.

Bis 2027 werden mehr als 70 Prozent der betriebenen Rechenzentren Cloud-Rechenzentren sein. Mit dem exponentiellen Wachstum der Daten- und Rechenvolumina durch Cloud Computing-Dienste werden die Ressourcen der Rechenzentren immer knapper, insbesondere in den Tier-1-Städten wie London oder Frankfurt.

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Trend 5: Elastizität - Die Lebensdauer von IT-Geräten beträgt in der Regel 4 bis 5 Jahre, während die Lebensdauer von Rechenzentrumseinrichtungen, zum Beispiel Stromversorgungs- und Kühlanlagen, zehn bis 15 Jahre beträgt. Die Einrichtungen des Rechenzentrums müssen die Energie-Anforderungen von zwei oder drei Generationen von IT-Geräten erfüllen.

Da sich die Leistungsdichte von IT-Geräten alle fünf Jahre verdoppelt, müssen Rechenzentren ihre Stromversorgungs- und Kühlungseinrichtungen entsprechend aufrüsten. Die Einrichtungen von Rechenzentren müssen ausreichend robust sein, um eine reibungslose und flexible Kapazitätserweiterung zu unterstützen.

Rechenzentren müssen also eine flexiblere Architektur verwenden, die eine Kapazitätserweiterung nach Bedarf, eine flexible Konfiguration auf der Grundlage von Servicebedingungen und eine genaue Abstimmung der Anforderungen an die Leistungsdichte für verschiedene Phasen und Dienste ermöglicht.

Trend 6: Vorfertigung - Durch die Vorfertigung von Systemen, Modulen und Rechenzentren können die Probleme herkömmlicher Rechenzentren überwunden werden, wie z. B. die langsame Errichtung, die hohen Investitionskosten und die Komplexität von Betrieb und Wartung. Vorgefertigte Stromversorgungs- und Kühlmodule werden in den Stromversorgungs- und Kühlsystemen von Rechenzentren verwendet.

Trend 7: Energiespeicher - Mit steigendem Anteil erneuerbarer Energien an der Stromversorgung und zunehmender Spreizung der Strompreise zwischen Spitzen- und Schwachlastzeiten sowie mit zunehmender Reife der Technologie virtueller Kraftwerke (VKW) für den kommerziellen Einsatz werden Energiespeichersysteme in Rechenzentren eingesetzt und mit kurzfristigen Notstromsystemen in Rechenzentren integriert.

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Trend 8: Verteilte Kühlung - Derzeit werden in den meisten großen Rechenzentren zentrale Kältemaschinen für die Kühlung eingesetzt. Eine Kältemaschine besteht aus sieben Subsystemen: Kältemaschine, Kühlturm, Kaltwasserspeicher, Innengerät, Kühlwasserpumpe, Plattenwärmetauscher und Leitsystem. Dutzende von Geräte sind über Hunderte bis Tausende Meter Wasserleitungen miteinander verbunden.

Es gibt unzählige Adapter, Ventile und andere Komponenten. Es gibt also viele Fehlerquellen. Darüber hinaus kann in einer zentralisierten Architektur eine einzige Fehlerstelle zu Ausfällen in mehreren Geräteräumen oder zu Ausfällen in der gesamten Anlage führen.

Das verteilte Kühlsystem verwendet dagegen Kühlquellen für jeden Datenraum und ist redundant ausgelegt. Der Ausfall einer einzelnen eines einzelnen Geräts hat keine Auswirkungen auf den regulären Betrieb des Datenraums oder anderer Datenräume. Dies erhöht die Zuverlässigkeit des Rechenzentrums erheblich.

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Darüber hinaus lässt sich das verteilte Kühlsystem leicht vorkonfigurieren, was den technischen Aufwand vor Ort reduziert und potenzielle Risiken durch Probleme bei der Installation verringert. Mit ihrer flexiblen Architektur und hohen Zuverlässigkeit wird die dezentrale Kühlung in neuen Rechenzentren immer häufiger zum Einsatz kommen und die zentrale Kühlung als Standardlösung allmählich ablösen.

Trend 9: Smarte Organisation und Management - Da Rechenzentren für Unternehmen immer wichtiger werden, werden die Technologien immer komplexer und die Vernetzung wird zunehmen. Die Entscheidungsfindung wird mehr von Erfahrung und Daten als von Intuition abhängen, und die Komplexität des Managements wird zunehmen.

Der Einsatz konventioneller Methoden und manueller Analysen und Entscheidungen schränkt die Möglichkeiten zur Verbesserung der Energie- und Betriebseffizienz ein. Die Komplexität der Datenerfassung, Analyse und Entscheidungsfindung in Bezug auf Kühlung, Energieverteilung und Management-Systeme zeigt den Bedarf an Big-Data-Analysen, Maschinellem Lernen und schneller Entscheidungsfindung. Mit KI-Technologien werden Rechenzentren in den Bereichen O&M, Betrieb und Energieeinsparung schrittweise intelligenter und schließlich völlig autonom.

Trend 10: Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit - Die Sicherheit von Rechenzentren ist von entscheidender Bedeutung. Dazu ist eine vorausschauende Wartung auf System-, Komponenten- und Geräteebene erforderlich, um die Zuverlässigkeit der Hardware und die Ausfallsicherheit des Systems zu verbessern.

Darüber hinaus spielen digitale Technologien und industrielle Internettechnologien in kritischen Rechenzentren eine immer wichtigere Rolle, wenn es darum geht, eine verfeinerte Geräteverwaltung und -steuerung zu realisieren. Netzwerksicherheit und Zuverlässigkeit werden auf das industrielle Internet und die zugrunde liegenden Geräte ausgedehnt.

In dem Maße, in dem Rechenzentren immer intelligenter werden, steigen die Bedrohungen für die Netzwerksicherheit um ein Vielfaches. Daher wird der Softwaresicherheit, dem Schutz der Daten und der Verfügbarkeit größere Bedeutung beigemessen. Eine hierarchische Verteidigung kann die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Rechenzentren verbessern,

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