Tools, Techniken und Anreize für eine umweltschonende IT Mit einfachen Schritten Internet und Rechenzentrum grüner machen

Autor / Redakteur: Michael Matzer / Ulrike Ostler

Trimmt man mit geeigneten Mitteln die Performance von Rechenzentren und Webseiten, so ist das gut fürs Klima – und für die Bilanz. Im Rahmen eines Symposiums der Sustainable Digital Infrastructure Alliance (SDIA) e.V. hat Chris Adams von The Green Web Foundation eine Reihe von Konzepten und Tools vor, um den 'Carbon Footprint' von Rechenzentren und Webseiten zu reduzieren.

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Der Weg zu mehr Nachhaltigkeit im Rechenzentrum und generell zu grüneren Website und allgemein umweltverträglicher IT ist kein Big Bang. Heute schon können Tools aber auch eine anderes Art des Programmierens helfen.
Der Weg zu mehr Nachhaltigkeit im Rechenzentrum und generell zu grüneren Website und allgemein umweltverträglicher IT ist kein Big Bang. Heute schon können Tools aber auch eine anderes Art des Programmierens helfen.
(Bild: Wim Arys auf Unsplash)

Die Klimabilanz der Digitalwirtschaft schlägt sich erstens im CO2-Ausstoß und zweitens im Energieverbrauch zu Buche. Sowohl Unternehmen und Betreiber, als auch Endkunden können ihren Beitrag dazu leisten, diese negative Bilanz umzukehren. Das Endziel lautet, ein klimaneutrales, wenn nicht sogar klimafreundliches Internet und eine ebensolche Digitalwirtschaft zu erreichen.

Man muss nicht gleich einen Windpark aufkaufen oder einen Stapel Emissionszertifikate erwerben, um 'klimaneutral' genannt werden zu können. Schon kleine Schritte helfen.

Chris Adams von The Green Web Foundation erinnert: „Jede Anfrage an eine Webseite verursacht den Ausstoß von mehr als einem Gramm CO2.“ Je länger die Web-Seite braucht, den gewünschten Inhalt zu liefern, desto größer wird dieser Ausstoß.

Das Logo auf der Site von Sitespeed.io erinnert an Greta Thunberg.
Das Logo auf der Site von Sitespeed.io erinnert an Greta Thunberg.
(Bild: Sitespeed.io)

Um eine nachhaltige Website zu bauen, sind mehrere Faktoren nötig, und einer davon ist natürlich die Performance. Um diese zu messen, hilft das kleine Open-Source-Tool von Sitespeed.io. Jeder Web-Seitenbetreiber kann dort seine Web-Leistung messen lassen und bekommt sofort Auskunft. Manche schneiden im grünen Bereich ab, andere im grauen. Letztere verwenden nämlich noch Quellen fossiles Brennstoffe, um den Strom, den sie beziehen, zu erzeugen. (siehe: How to build a more sustainable web with a little help from sitespeed.io)

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So kann Sitespeed.io mit der Hilfe der Green Web Foundation sowohl den jeweiligen Carbon Footprint angeben, als auch einen Leitfaden an die Hand geben, wie die "graue" Webseite grüner gemacht werden kann. Die britische Regierung macht es mit ihrem eigenen 'Green Deal' vor: Windparks und andere Quellen erneuerbarer Energie werden ihren Anteil an der Energie-Erzeugung steigern.

Nicht nur die Performance beeinflusst die Antwortzeit einer Web-Seite, sondern auch ihre Zugänglichkeit: Ist sie leicht lesbar, hat sie viel Kontrast, steht sie in mehreren Sprachen bereit, ist sie rund um die Uhr erreichbar? Verzögerungen erhöhen die CO2-Bilanz. Die Barrierefreiheit einer Web-Seite wird von der Green Web Foundation nach dem POUR-Prinzip beschrieben. Eine deutsche Übersetzung existiert bereits. Um herauszufinden, wie die eigene Website zum CO2-Ausstoß weltweit beiträgt, lässt sich der Website Carbon Calculator verwenden.

Die Effizienz eines Rechenzentrums

Mit Hilfe der Software von Edgetic können Rechenzentren nicht nur ihre wirtschaftliche Effizienz und Auslastung steigern, sondern auch klimafreundlicher werden. Das Optimierungswerkzeug basiert auf Machine Learning und lernt die Nutzungsmuster eines Rechenzentrums, um ein Modell zu erstellen, das automatisch angepasst wird – und das seinerseits die Workloads der Kunden anpasst. Die Optimierung betrifft den Durchsatz, den Energieverbrauch, die Stromkosten, kurz: die Effizienz, den ROI und die Energiebilanz (siehe auch: „Continuous PUE Improvement“).

Die ML-Software lässt sich in Containern auf Clustern implementieren . Die Metriken werden in Echtzeit ohne Agenten von einer Monitoring-Software erfasst, analysiert und mit ML-Methoden gemäß der jeweiligen Workload ausgeführt. Vorhersagen sind ebenso realisierbar wie Anomalie-Erkennung und Kapazitätsplanung in Was-wäre-wenn-Szenarien.

Ein derart ideal ausgelastetes Datenzentrum verbraucht weniger Energie als ein nicht reguliertes. Google hat bereits vorgemacht, wie es geht. Um die Wind- und Solarenergie seiner entsprechenden Kraftwerke möglich optimiert nutzen zu können, verlegt sein Steuerungsalgorithmus – lies: Machine Learning – bestimmte aufwändige Workloads in die Nachtstunden, wenn die Belastung nicht so hoch – und die Stromtarife günstiger sind. Klimafreundlichkeit lässt sich also ohne weiteres mit Wirtschaftlichkeit kombinieren.

Datenbanken

Eine weitere Software, die Chris Adams aufzählt, ist die Big-Data-Datenbank ScyllaDB (siehe: Abbildung 5f). Das Umschreiben des Kerns von „Apache Cassandra“ in schnellem C++-Code war nur der erste Schritt, um die Performance auf modernen Multikern-CPU-Servern zu steigern. Der nächste Schritt bestand im Hinzufügen der „Alternator“-API, die es dem Datenbank- und Web-Entwickler erlaubt, überall Workloads auszuführen, die für Amazon DynamoDB geschrieben wurden, und auf diese Weise AWS-Gebühren zu sparen.

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In die gleiche Kerbe haut die Nutzung der Datenbank Swarm64 DA. Sie erweitert „PostgreSQL“ um eine Abfrage-Engine und Indizierung, um eine höhere Abfrageleistung zu liefern. Mehrere Benchmarks belegen diesen Anspruch.

Negative Strompreise sind positiv

Zu guter Letzt zählt Chris Adams ein Beispiel für ein Geschäftsmodell auf, das die bisherige Wirtschaftslogik auf den Kopf stellt: Der britische Energielieferant Octopus Energy bezahlt seine Kunden seit 2019 dafür, dass sie ihm überschüssige Energie aus dem Stromnetz zu Tageszeiten abkaufen, wenn die Strompreise wegen des Überangebots negativ sind, also meist nachts. So können Kunden die Peak Time zwischen 16 und 19 Uhr nach hinten verschieben und werden dafür auch noch belohnt.

Der flexible Stromtarif „Octopus Agile“ wird entsprechend auf dieses „Plunge Pricing“ angepasst und die Kunden per SMS, Email oder Dashboard-Nachricht benachrichtigt. Nötig ist lediglich ein intelligenter Stromzähler.

Der finanzielle Vorteil gegenüber einem herkömmlichen Anbieter könnte laut Adams mehrere hundert britische Pfund pro Kunde und Jahr ausmachen. Die steigende Produktion nahezu kostenlosen Stroms aus erneuerbaren Energien macht sich bereits bemerkbar. Weitere Stromanbieter dürften folgen.

Das sind günstige Aussichten für die Betreiber von Rechenzentren und Serverräumen. Sie brauchen nur ihre aufwändigsten Workloads auf die kostengünstigsten Zeiten zu verlegen, um quasi im Schlaf Geld zu verdienen.

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