Das Mikrorechenzentrum - Eine neue Infrastrukturklasse macht sich breit

Was ist ein Micro-Datacenter?

| Autor / Redakteur: Ariane Rüdiger / Ulrike Ostler

Synonyme für Mikrorechenzentrum sind Edge-Datacenter, Mini-RZ, Kleinstrechenzentrum und Micro Datacentre. Ihre Existenz verdanken sie dem Heranrücken der Datenproduktion - und verarbeitung an den Ort des Enstehens und des Gebrauchs - in den Straßen, in der Fabrik, in Hotels und Bürokomplexen durch das Internet of Things.
Synonyme für Mikrorechenzentrum sind Edge-Datacenter, Mini-RZ, Kleinstrechenzentrum und Micro Datacentre. Ihre Existenz verdanken sie dem Heranrücken der Datenproduktion - und verarbeitung an den Ort des Enstehens und des Gebrauchs - in den Straßen, in der Fabrik, in Hotels und Bürokomplexen durch das Internet of Things. (Bild: © djama - stock.adob.com)

Viele Anbieter von IT-Infrastruktur haben heute bereits ein Mikrorechenzentrum (Micro-Datacenter) im Programm. Motor der Entwicklung ist die Ausbreitung des IoT (Internet der Dinge).

IoT-Umgebungen haben mehrere Schichten.

  • Erstens bestehen aus Endgeräten aller Art mit Sensoren und Aktoren.
  • Zweitens besitzen sie in der Regel komplexe Software, so genannte IoT-Plattformen, die unter anderem die entstehenden digitalen Datenmassen sammeln, permanent auswerten und weiterleiten.
  • Drittens sind sie in der Regel mit einer oder mehreren zentralen Clouds verbunden, wo die Daten aus allen an eine IoT-Umgebung angeschlossenen Endgeräten zusammenfließen, mit Daten aus anderen Bereichen, etwa Wetterdaten, Daten aus dem Social Web oder anderen, zusammengeführt und aufgabenspezifisch analysiert oder aufbereitet werden.
  • Viertens gehören zu IoT-Umgebungen Applikationen, die entweder auf die Systeme am unteren Ende der Pyramide steuernd durchgreifen oder aber aus den erzeugten Daten einen Nutzen ziehen, für den es nicht erforderlich ist, das Endgerät selbst zu beeinflussen. In der zentralen Cloud können auch Metadaten zu den Daten gebildet werden, sie kann zudem analytische Ergebnisse als Hilfsmittel für intelligentere lokale Entscheidungen Daten an den Netzwerkrand, das so genannte Edge zurückfließen.

Gerade bei steuernden Applikationen ist der Weg der Sensordaten vom Edge zur zentralen Cloud meist zu langwierig, um die oft erforderlichen Echtzeit-Entscheidungen zu ermöglichen. Außerdem ist es auch oft gar nicht sinnvoll, alle Daten aus dem Edge Computing in die Cloud zu schicken, vielmehr ist es oft sinnvoller, sie vor Ort zu verarbeiten.

Wer beispielsweise ein intelligentes Haus steuern will, braucht die Intelligenz dazu eigentlich im Rechnerraum der Hauszentrale und nicht irgendwo „da draußen“. Wer ein intelligentes Microgrid ausbalancieren möchte, benötigt eine intelligente Ressource dort, wo sich dieses Microgrid befindet. Wer komplexe Verkehrssituationen elektronisch steuern will, braucht möglicherweise rechnende, intelligente Einheiten in jedem Viertel oder alle paar Straßenzüge, die ihre lokalen Entscheidungen zwar unter Zuhilfenahme von der zentralen Cloud gesendeter Daten, im Prinzip aber autonom treffen.

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Damit sind auch gleich einige wichtige Anwendungsfelder so genannter Micro- oder Minirechenzentren genannt. Sie werden auch als Edge-, Mini- oder Micro-Datacenter oder –Datenzentrum bezeichnet.

Aufbau und Funktionsweise von Minirechenzentren

Ein Micro-Datacenter ist ein funktional autonomes, aber nach „oben“ (zu übergeordneten Cloud-Rechenzentren) und „unten“ (zur Sensor/Aktorebene) vernetztes kleines Rechenzentrum, dessen Rechen- und Speicherkapazitäten ausreichen, um die lokal notwendigen Entscheidungsalgorithmen laufen zu lassen und die dafür nötigen eingehenden Sensor- oder andere Daten zu verarbeiten sowie gegebenenfalls zu Nachweiszwecken bestimmte lokal entstehende Daten eine gewisse Zeit lang zumindest zwischenzuspeichern. Sie brauchen wenig Platz, sind häufig auch nach der Inbetriebnahme unkompliziert versetz- oder verschiebbar und können zumindest inhouse wohl ohne Baugenehmigung in ein Gebäude integriert werden wie jeder beliebige Server-Schrank.

Außerdem bereiten sie hinsichtlich der Stromversorgung weit weniger Schwierigkeiten als „große“ Rechenzentren – separate Zuleitungen oder Umbauten in der unteren oder mittleren Stromnetz-Ebene sind wegen der paar Kilowattsunden Verbrauch wohl kaum nötig; bei voll dimensionierten Rechenzentren dagegen spielt die Qualität der Stromversorgung eine gewichtige Rolle bei der Entscheidung für einen Standort.

Ein Mini-Rechenzentren basiert auf einem speziellen Schrank, in dem alles untergebracht werden kann, was auch sonst zu einem Rechenzentrum gehört. Je nach Standort bedeutet das auch Temperaturschutz, Schutz gegen unbefugtes Eindringen, gegen Stromschlag, Hochwasser und andere adverse Umwelteinflüsse sowie eine eigene Klimatisierungs- und Kühllösung, die vollkommen unabhängig arbeiten kann. Ein Mikrorechenzentrum, das im geschlossenen Raum eingebaut wird, zum Beispiel, um ein Gebäude zu steuern, braucht entsprechend weniger Schutzmaßnahmen, sehr wohl aber ebenfalls Schutz gegen unbefugtes Eindringen, Datenklau und andere Misshelligkeiten.

Im Verbrauch bewegen sich Mini- oder Mikro-Rechenzentren zwischen einigen wenigen bis in höhere zweistellige Kilowattstunden-Bereiche. Sind die Geräte, was häufig vorkommt, kaskadierbar, lassen sich also mehrere Minirechenzentrums-Gehäuse nebeneinander montieren und gemeinsam verwalten. Ddie Leistung des Gesamtaggregats steigt entsprechend. Ihre Ausrüstung besteht neben einem vollwertigen Schrank in der Regel aus Server-, Storage- und Vernetzungskapazitäten, Stromversorgung samt Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) und Batterien, Kühlung und Schutzeinrichtungen, beispielsweise Schloss bis hin zu gepanzerten Türen und Video-Überwachung.

Markt und Lieferanten

Häufig werden Mini- oder Mikrorechenzentren von den Anbietern nach Kundenwunsch bestückt ausgeliefert, es gibt aber auch Fertig- oder Halbfertigfabrikate, etwa für bestimmte Industrien wie Telekommunikation oder IoT. Hersteller von IT-Systemen kooperieren häufig bei Mikrorechenzentren mit Schrankherstellern, um die fertig eingehausten Systeme an die Anwender ausliefern zu können, HPE beispielsweise mit Schneider. Heute dürfte nahezu jeder Schrankhersteller auch Gehäuse für Micro-Datacenter im Programm haben. Definitiv ist das bei Schneider, Vertiv und Rittal der Fall – sie zeigten ihre Lösungen auf der CeBIT 2017.

Schließlich gibt es eine Reihe kleinerer, häufig neuerer Anbieter, die sich auf das Thema Mikro-RZ fokussieren. Zu ihnen gehören die australische Zellabox und die beiden US-amerikanischen Anbieter Canovate Group und Instant Data Centers.

Der Markt für die neue Rechenzentrumskategorie wächst stetig, Datacenter Dynamics beispielsweise beziffert sein Volumen für 2015 auf 1,7 Milliarden Dollar. Bis 2020 sollen es 6,3 Milliarden Dollar sein. Das entspricht einer jährlichen durchschnittlichen Wachstumsrate von knapp 30 Prozent.

Welchen Einfluss die Verbreitung von Micro-Datacenter auf den Stromverbrauch haben werden, hängt sicher von der Region ab: In wenig erschlossenen Regionen im Ausland dürften sie vielerorts große, zentrale Rechenzentren wegen ihrer Kosten- und Flexibilitätsvorteile ersetzen. In den mit IT- und Cloud-Infrastruktur ausgestatteten Industrieländern dagegen werden sie möglicherweise den Stromverbrauch der IT als weitere, energiefressende Infrastruktur-Zwischenschicht weiter in die Höhe treiben.

* Ariane Rüdiger ist freie Journalistin und lebt in München.

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