Es geht um mehr als bloße IT-Infrastruktur Was ist eine Plattformarchitektur für Rechenzentren?

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Das Thema Plattformarchitektur für Rechenzentren muss unter einem breiten Blickwinkel gesehen werden. Denn die Aspekte, die hier eine Rolle spielen (müssen), gehen weit über das rein Funktionale der Informationsverarbeitung hinaus.

Für viele, fast schon die meisten, kommt das Rechenzentrum aus der Steck- beziehungsweise aus der Datendose über die Cloud, quasi als Black-Box-Funktionalität, die technische Einzelheiten konsequent ausblendet und den Anwenderinnen und Anwendern Zeit und Kosten spart. Das Rechenzentrum in der Cloud ist insofern eine besonders abstrakte Form einer Plattformarchitektur.

Irgendwo steht aber immer auch ein physisches Rechenzentrum. Und auch für dessen Installation ist der Plattformgedanke der richtige Weg, um funktionale Konstanten zu identifizieren und in eine abstraktere Form zu transformieren.

Maßgeschneidertes aus dem Baukasten

Ein Beispiel für eine flexible Plattformarchitektur ist das Modulsystem „Rimatrix Next Generation“ (NG) des Rechenzentrumsausrüsters Rittal. Mit individuell planbaren Modulen erhalten nach Herstellerangaben Rechenzentrumsbetreiber „aus fünf Funktionsbereichen die auf ihre Anforderungen zugeschnittenen Lösungen, bestehend aus Racks, Klimatisierung, Stromversorgung und -absicherung sowie IT-Monitoring und-Security“, so der Originalton des Herstellers. Die Kombinationsvielfalt stelle sicher, dass Anwender exakt ihren Bedarf abdecken und weltweit lokale Vorgaben erfüllen können, beispielsweise für Energieversorgung und Brandschutz.

Das neue Rechenzentrum beziehungsweise Teilbereiche können dabei je nach Bedarf und Anwenderwunsch auch voll kompatibel mit älteren Generationen konfiguriert werden. Wenn besonders schnelle Reaktionszeiten gefordert sind oder bestehende Gebäude nicht ausreichend Platz bieten, lassen sich Rechenzentrumseinheiten auch als Container-Lösungen realisieren und in bestehende IT-Infrastrukturen integrieren.

Ein besonderer Clou der Rimatrix-NG-Plattform ist die Möglichkeit, dass auch Gleichstrom-Komponenten integriert werden können. „Hochgradig standardisierte Gleichstrom-Architekturen und 21“-Racks im Design des Open Compute Projekts (OCP) werden immer stärker zur energieeffizienten Best Practice in Hyperscale-Rechenzentren“, so die Erfahrung der Rittal-Leute.

Supraleitungs-Gleichstrom, Holz statt Beton und Stahl sowie ein neues Kühlkonzept

Paradigmenwechsel in der Datacenter-Architektur

Ein neuer, altbkannter Weg der Stromversorgung

Mehr Datacenter-Effizienz durch Gleichstrom

Warum nicht auf Gleichstrom wechseln und sparen?

Stecker für die Koexistenz von AC und DC im Datacenter

Und weiter: Rechenzentrumsbetreiber könnten auf der Basis der Plattform die OCP-Lösungen einfach in die bestehende Wechselstrom-Architektur integrieren, ohne dass das gesamte Rechenzentrum und beispielsweise die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) auf Gleichstrom umgestellt werden muss.

Eine Plattformarchitektur der futuristischen Art

Das Open Compute Projekt (OCP) ist vor zehn Jahren aus einem internen Facebook-Projekt hervorgegangen. Mittlerweile ist es eine der wichtigsten Initiativen in Sachen Klimaneutralität von Rechenzentren. Eine Plattformarchitektur für Rechenzentren, die als OCP-Projekt geführt wird, ist das ECO Open Superconducting-Konzept (EOS) des rheinland-pfälzischen „Suprastrom“-Innovators Vision Electric Superconductors (VESC), welches dieser zusammen mit Karl Rabe High Tech beziehungsweise Ecocooling aus dem britischen Cambridge, beides Pioniere im klimaneutralen Rechenzentrumsbau, entwickelt hat. Die Plattform wurde auf dem OCP Global Summit im November 2021 in San Diego zum ersten Mal vorgestellt.

Die EOS-Plattform sieht vor, zum einen Rechenzentren auf der Basis von stickstoff-gekühlten Hochtemperatur-Supraleitern in Gleichstrom-Sammelschienen energetisch zu versorgen, zum zweiten beim Bau kreuzweise verleimte Sperrholzplatten statt Beton und Stahl zu verwenden und zum dritten ein Verdampfungskühlkonzept („evaporative cooling“) zu nutzen. Letzteres gleicht dem Prinzip, den heißen Kaffee durch sukzessives „Pusten“ abzukühlen.

Darüber hinaus sind auf dem Dach dieser Rechenzentrums-Plattform Fotovoltaik-Module vorgesehen, um die ganzen Nebenaggregate zu betreiben. Die Brandschutz-Systeme werden mit flüssigem Stickstoff betrieben, der ohnehin in der Anlage zur Kühlung der supraleitenden Stromsammelschienen vorhanden ist.

Gleichstrom, Supraleitung, keine Verluste beim Energietransport: Diese Parameter sind im Rechenzentrumsbetrieb neu und erfordern ein Umdenken im Design. Auch mit dem Gedanken, flüssigen Stickstoff im Rechenzentrum zu nutzen, muss man sich sicher erst einmal anfreunden. Nach Darstellung der Autoren des OCP-Summit-Vortrags ist dieser ungefährlich und bringt viele Vorteile, weil er nicht nur der Kühlung der Supraleiter dient, sondern auch zur Kühlung der Raumluft bei Temperaturspitzen sowie überdies zur Brandlöschung beiträgt.

Plattformarchitektur unter Einbeziehung des lokalen Energiesektors

Ganz gewiss ist die eben vorgestellte Plattformarchitektur deutlich weiter von der Standardisierung entfernt als das Rittal-Konzept, aber man sollte die Interdependenzen zwischen eher futuristischen Konzepten und heute standardmäßig verfügbaren Plattformen nicht unterschätzen. Die Einbeziehung von Gleichstrom-Komponenten in der RiMatrix-Plattform ist dafür ein gutes Beispiel.

Ein anderes Beispiel für die Einbeziehung von Aspekten, die an der Zukunftssicherung ausgerichtet sind, ist das zunehmende Angebot von Cloud-Rechenzentrums-Plattformen, die dezentral platziert werden und deren Betreiber unter anderem die Kooperation mit dem lokalen Energiesektor suchen, um die Abwärme der Rechenzentren als energetische Quelle für den Industrie- und Wohnbedarf verfügbar zu machen.

So arbeitet der Cloud-Datacenter-Anbieter Nlighten mit dem Energieversorgungssektor zusammen, um die Verringerung von Emissionen durch Netzstabilisierung und die Rückgewinnung und den Export von Wärme an die Gemeinschaft zu unterstützen. Damit könne ein innovativer Kreislauf zwischen steigendem Datenverbrauch und ökologischer Nachhaltigkeit entstehen, so der Originalton des Managements.

Ein ähnliches Konzept wie Nlighten verfolgt der niederländische Cloud-Rechenzentrums-Betreiber NorthC, der mittlerweile auch sehr aktiv in Deutschland ist: „Wenn wir neue Standorte erschließen, wird die Abwärmenutzung in die Verträge aufgenommen“, heißt es seitens des deutschen Managements. Bis 2030 soll die gesamte Plattform, sollen also alle Dienste und Rechenzentren von NorthC Datacenters CO₂-neutral arbeiten. In den Niederlanden sei die Versorgung von 13.000 Haushalten mit Abwärme bereits realisiert. Dazu kommen Fabrik- und Gewerbe-Einheiten. In Deutschland plane man Ähnliches.

Was integrative Plattformarchitekturen von Rechenzentren betrifft, soll hier auch noch das gigantische Datacenter-Campus-Projekt 'Digital Park Fechenheim' von Digital Realty (ehemals Interxion) erwähnt werden.

Im Vollausbau ist eine Anschlussleistung von 200 Megawatt geplant und eine umfassende Abwärmenutzung. Digital Realty plant, baut und betreibt neben den final vorgesehenen elf Einzel-Rechenzentren in Fechenheim überdies noch ein Umspannwerk, um die Energie aus der Abwärme der Datacenter auch in elektrischer Form verfügbar machen zu können.

Plattformarchitektur und Klimaneutralität

Wir haben hier das Thema Plattformarchitektur für Rechenzentren und Rechenzentrumsleistung in der heutzutage gebotenen Vielfalt darzustellen versucht. Denn bei deren Planung geht es mittlerweile um viel mehr als bloße kostengünstige Bereitstellung einer Infrastruktur für die Informationsverarbeitung. Es geht buchstäblich um das Ganze.

Denn wenn wir von Klimaneutralität reden, reden wir in Wirklichkeit über die Bewahrung unseres Wohlstands. Eine intelligente Plattformarchitektur kann hier Entscheidendes beitragen.

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