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Kunststoff für Aggregate und Brennstoffzellen für das SDC von Microsoft Neue Technik steigert die Effizienz im Rechenzentrum

Autor / Redakteur: lic.rer.publ. Ariane Rüdiger / Ulrike Ostler

Hohe Energie-Effizienz gehört heute zu den wichtigen Qualitätsmerkmalen von Rechenzentren. Schrittweise helfen technische Verbesserungen. Das zeigen einige Beispiele von der Kongressausstellung Datacloud Europe, die jüngst in Monaco stattfand.

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So sehen die Elemente des Plastik-Wärmetauschers aus, die den Kern der neuen Munters-Kühlung "Oasis" für Rechenzentren bilden.
So sehen die Elemente des Plastik-Wärmetauschers aus, die den Kern der neuen Munters-Kühlung "Oasis" für Rechenzentren bilden.
(Bild: Rüdiger)

Es muss nicht immer Eisen sein. Vielmehr lässt sich auch aus unspektakulärem Plastik ein hocheffizienter, gewichtssparender Wärmetauscher für Rechenzentren bauen. Das beweist Munters. Das britische Unternehmen stellte die aktuelle Weiterentwicklung seiner „Oasis“-Kühlsysteme auf der „Datacloud Europe“ vor.

Das System trennt Innen- und Außenluft konsequent und vollständig voneinander. So können Staub oder Gase von außen niemals ins Rechenzentrum gelangen. Die Innenluft durchströmt anders als üblich in gerader Richtung das Wärmetauscher-Aggregat aus Plastik „EPX“ (Evaporative Polymer Exchanger) , wobei sie ihre Wärme abgibt.

Dies tut sie in einem von drei Modi: bei mäßigen Temperaturen reicht es, dass die kühlere Außenluft den Wärmetauscher von allen Seiten umstreicht. Ist es wärmer, wird der Wärmetauscher zusätzlich mit kaltem Wasser benetzt, anschließend führt Außenluft den Wasserdampf ab. Schließlich können auch zwei kleine Kompressoren auf dem Dach zugeschaltet werden, die die erwärmte Umgebungsluft abpumpen.

Zwei Modelle für die Aggregate

Erhältlich sind Aggregate mit Leistungen zwischen 125 („Oasis 100“) und 480 Kilowatt („Oasis 400“), die zwischen rund 8 und rund 30,5 Quadtarmeter Fläche verbrauchen. Der Luftstrom liegt minimal bei 10.000 und maximal bei 96.000 Kubikmeter pro Stunde.

Das System funktioniert ab einer Umgebungstemperatur im Rechenzentrum von 22 Grad Celsius und bei Außentemperaturen zwischen -45 und +30 Grad, eignet sich also für nördliche und mittlere Klimazonen. Das zum Verdunsten verwendete Wasser muss keinerlei spezielle Anforderungen erfüllen.

Munters beginnt gerade erst seine Expansion nach Deutschland. In Saarbrücken probiert das erste hiesige Unternehmen die Technologie aus. Wer das ist, wollte der Hersteller noch nicht verraten.

Leistung schrittweise erweitern

Konsequent auf modulare Bauweise setzt auch Commscope. Der Hersteller, ursprünglich eher im Kabel-Segment zu Hause, beschäftigt sich seit dem Ankauf eines DCIM-Anbieters verstärkt mit dem Thema Rechenzentrum und hat ein modulares RZ-Konzept entwickelt. Dessen Module (DCU, Data Center Units) fassen ein, vier, 10, 20 oder 30 Racks. Aus ihnen lassen sich Tier-2- und 3-Rechenzentren bauen, die durch den Anbau weiterer Module beliebig erweiterbar sind.

Das System arbeitet mit Freiluftkühlung. Ist es zu warm, wird die Lufttemperatur mit indirekter Verdunstung gekühlt. Ob das der Fall ist, stellt eine intelligente Steuerung fest. Die Außenluft wird in einem separaten Raum vor den Server-Racks angesaugt, gefiltert und gegebenenfalls temperiert. Dann wird sie durch die Rechnergänge gepustet.

Über den Racks befindet sich mittig eine Aufsatzeinheit für je 20 Racks, welche die Heißluft absaugt und nach draußen transportiert. Commscope hat bereits zwei Referenz-Rechenzentren mit den Modulen errichtet, eines aus 40 Modulen für CSC in Finnland und eines für die Universität von Montana (USA).

Stromversorgung für große Rechenzentren

Der schwedische Elektroversorgungs-Spezialist Eltek, inzwischen zu Delta gehörend, stellt mit „Micro CPS“ eine Stromversorgung für große Rechenzentren vor, die nicht nur Gleich- und Wechselstrom produzieren kann. Zudem enthält das System einen Batterieblock, der einen Stromausfall mehrere Stunden lang puffern kann, bis die Generatoren angelaufen oder die normale Stromversorgung wieder in Betrieb ist.

Commscope hat ein modulares RZ-Konzept entwickelt, bei dem sich 20 Racks eine Absaugeinheit teilen.
Commscope hat ein modulares RZ-Konzept entwickelt, bei dem sich 20 Racks eine Absaugeinheit teilen.
(Bild: Ariane Rüdiger)

Eine zusätzliche unterbrechungsfreie Stromversorgung ist mit diesem Design überflüssig. Die Leistung der AC- und der DC-Seite lassen sich schrittweise durch Gleichrichter- respektive Invertermodule steigern, die in Racks montiert werden.

Flüsigkeit direkt beim Prozessor

Auch Varianten der direkten Flüssigkühlung am Prozessor sorgen verstärkt für Aufmerksamkeit. Der schwedische Hersteller Asestek, der sich selbst weltweit als Nummer 1 dieser Technologie betrachtet, arbeitet mit allen führenden Rechneranbietern zusammen. Der Hersteller führt die Kühlflüssigkeit direkt an Server-Prozessor und –speicher heran

Weder das Rechner- noch das Server-Design müssten, so Asestek-Manager Andre Eriksen, dafür verändert werden. Zum Endkunden kommen die Systeme fertig konfiguriert. Eriksen: „Wir sind überzeugt, dass die Flüssigkühlung sich auf die Dauer durchsetzt, weil sie nicht nur den Kühlaufwand verringert, sondern auch den primären Energieverbrauch der Systeme um zehn bis 20 Prozent senkt.“ Die Bedenken gegenüber Flüssigkeiten im Rechenzentrum dagegen würden auf die Dauer angesichts immer weiter steigender Leistungsdickten und entsprechenden Kühlanforderungen keine Rolle mehr spielen, meinte Eriksen.

Modulares Messsystem

An einer anderen Stelle setzt Socomec an, um das Rechenzentrum effizienter zu machen: Der französische Hersteller hat mit „Diris Digiware“ ein neues Mess- und Monitoring-System im Angebot, um den Stromverbrauch im Rechenzentrum jederzeit und überall unkompliziert zu erfassen. Das System ist besonders leicht montierbar.

Die Elemente des Strom-Mess- und Monitoring-Systems Diris Digiwave" von Socomec.
Die Elemente des Strom-Mess- und Monitoring-Systems Diris Digiwave" von Socomec.
(Bild: Ariane Rüdiger)

Mehrere Sensoren und Messmodule für Strom oder Spannung, die sinnvollerweise nahe beieinander montiert sein sollten, lassen sich per Ethernet-Kabel so miteinander verbinden, dass ihre Ergebnisse auf einem einzigen Display zusammengefasst werden können. Sie lassen sich aber auch auf einer Adminsitrationsoberfläche im Web oder einem Tablet am Panel der Stromversorgung darstellen.

Zugriff per WLAN

Die Kommunikation mit der zentralen Administration kann auch über ein WLAN erfolgen. Um die Sensoren am Kabel anzubringen, ist kein spezielles Werkzeug nötig. Wegen der einfachen Montage und Autokonfigurationsmechanismen spart das zum Patent angemeldete System viel Zeit.

Erhältlich sind neben 24-V-Steuer- und Versorgungseinheiten mit und ohne Display ein Spannungsmessmodul sowie Strommessmodule für drei, vier und sechs Sensoren, dazu entsprechende Sonden, ein Kommunikationsgateway für Anbindung via RS485 oder WLAN sowie ein herstellerspezifisch angepasstes Tablet für die Darstellung der Ergebnisse. Nach Herstellerangaben kostet die Technik bis zu 30 Prozent weniger als konventionelle Messsysteme.

Microsoft im Rechenzentrumsdesign

Damit Messungen an der Stromversorgung von Servern im RZ möglichst ganz wegfallen, arbeitet Microsoft am rein softwaregesteuerten RZ. Dessen Komponenten sollen bei Versagen ohne Einfluss auf die Anwendungen einfach ausgetauscht werden.

Die Rechenlasten fehlerhafter Komponenten werden an andere Einheiten umverteilt. Die Energie möchte Christian Balady, bei Microsoft für die RZ-Infrastruktur verantwortlich, im Rack in Form einer gefüllten Brennstoffzelle bereitstellen. Dann wären Stromversorgung, Stromkabel, USVs und raumumgreifende Kühlsysteme weitgehend überflüssig.

Ein entsprechendes, zum Patent angemeldetes Design präsentierte Balady den staunenden Gästen der Datacloud Europe immerhin als Foto. Wann freilich solche Systeme in der RZ-Realität auftauchen werden, wollte er nicht sagen. Und auch die Frage, was mit einer geleerten Brennstoffzelle und den Servern, die sie versorgt, geschieht, blieb vorläufig unbeantwortet.

* Ariane Rüdiger ist freie Journalistin in München.

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Über den Autor

lic.rer.publ. Ariane Rüdiger

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Freie Journalistin, Redaktionsbüro Rüdiger