Neues Tool soll Rechenzentren bei der TCO-Berechnung helfen

Die Messung und Verbesserung der Energieeffizienz von Rechenzentrumsumgebungen kann eine schwierige Aufgabe sein. Deshalb kündigte The Green Grid (TGG) kürzlich das erweiterte Tool tggTCO an: ein Rechner für das Total-Cost-of-Ownership-Verfahren (TCO). Die Lösung soll Rechenzentrums-Architekten und Finanzfachleuten helfen, den Energieverbrauch besser zu verstehen und verschiedene technologische Alternativen (z. B. Lösungen für die Flüssigkeitskühlung) zu entwickeln.

Rechenzentren und Datenübertragungsnetze verbrauchen einen erheblichen und stetig wachsenden Anteil der weltweit erzeugten Energie. Um eine Vorstellung von dieser Zahl zu bekommen, eignet sich ein Blick in die Vereinigten Staaten, auf die etwa 40 % des Weltmarktes in diesem Bereich entfallen: Einer Studie von McKinsey zufolge dürfte der Energieverbrauch dieser Umgebungen bis 2030 35 Gigawatt (GW) erreichen. Das entspricht fast einer Verdoppelung gegenüber dem Wert von 17 GW im Jahr 2022.

Die hohe Nachfrage macht eines deutlich: Es wird immer wichtiger, Energie effizient zu nutzen und sich dabei auf spezifische Werkzeuge zu verlassen.

Über eine Webschnittstelle demonstriert tggTCO, wie sich verschiedene Methoden der Flüssigkeitskühlung auf die finanzielle sowie die betriebliche Rentabilität von Investitionen in Rechenzentren auswirken können. Dazu eröffnet das Tool Möglichkeiten für Geschäfts- und Finanzanalysten: Sie sollen in der Lage sein, Kompromisse und potenzielle Einsparungsquellen zu bewerten, bevor sie große Rechenzentren planen und bauen.

tggTCO ist bereits seit 2016 im Einsatz. Lizenzen der aktualisierten Version können hier erworben werden. Tools werden dabei in einem offenen Zusammenschluss aus Rechenzentrumsbetreibern, Cloud-Anbietern, Technologie- und Ausrüstungslieferanten sowie Gebäudearchitekten und Endnutzern erstellt. Die Vereinigung entwickelt technisches Fachwissen und setzt sich für die Optimierung der Energie- sowie der Ressourceneffizienz von Rechenzentrumsökosystemen ein – mit dem Ziel, eine möglichst CO2-arme Wirtschaft zu ermöglichen.

Die wirtschaftlichen Aspekte von Rechenzentren

Rechenzentren haben das Interesse von Investoren geweckt – denn sie bieten meist stabile Cashflows und Renditen mit angemessenen Risiken. Laut Einschätzung von McKinsey könnten jedoch mehrere Faktoren diesen Trend bremsen: Zum einen treiben höhere Zinssätze die Kosten für Finanzierungsvereinbarungen in die Höhe. Außerdem geraten die Betriebsmargen von Colocation-Unternehmen wegen der großen Cloud-Service-Anbieter zunehmend unter Druck – denn ehemalige Großkunden wir Amazon Web Services und Google Cloud bauen und betreiben mittlerweile ihre eigenen Rechenzentren. Auch Immobilienunternehmen, die zunehmend in den Bau oder die Anmietung von Flächen für Rechenzentren investieren, könnten sich langfristig zu Wettbewerbern entwickeln.

Dieses mögliche Szenario bedeutet jedoch nicht, dass es an Investitionsmöglichkeiten mangelt. Nach Ansicht von McKinsey werden Colocation-Unternehmen weiterhin eine solide Position auf dem Markt behalten. Schließlich sind sie nach wie vor ein essenzieller Faktor für Hyperscaler, um die schnell wachsende Nachfrage zu decken. Auch in den Bereichen Rechenzentrumsbetrieb, Energie und Konnektivität sowie anderen Gliedern der Wertschöpfungskette gibt es Investitionschancen.

Die Studie von McKinsey verdeutlicht diese hohe Nachfrage – denn der aktuell vorhandene Markt schafft es nicht, sie zu decken. Darüber hinaus bietet die Innovation den Rechenzentren mit vier wichtigen Perspektiven Chancen zur Wertschöpfung:

1. Nachhaltige Energie: Der Druck, Rechenzentren nachhaltig zu gestalten, ist hoch. Gleichzeitig bietet dies aber auch Investitionsmöglichkeiten, um die Anlagen bei der Gewährleistung eines CO2-neutralen Energieverbrauchs zu unterstützen. Laut McKinsey schließen die Eigentümer von Rechenzentren dabei Vereinbarungen mit Anbietern erneuerbarer Energien ab, um ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Darüber hinaus beginnen Hyperscaler, den Bau von regenerativen Energieanlagen zu finanzieren. In Großbritannien hat Amazon beispielsweise das Windparkprojekt von Scottish Power unterstützt – und kauft heute die gesamte Leistung von 50-Megawatt.

2. Kühlung und Stromverbrauch: Etwa 40 % des Stromverbrauchs in Rechenzentren entfallen auf die Kühlung. Die Kosten für Ausfallzeiten aufgrund von Überhitzung können hoch sein. Deshalb ersetzen viele Rechenzentren alte Klimaanlagen durch flüssigkeitsgekühlte Systeme: Die von den Servern abgegebene Warmluft wird durch Ventilatoren abgeführt und anschließend mit Wasser oder anderen Mitteln gekühlt. Es sind jedoch weitere Investitionen erforderlich.

Neben den Kühlungsproblemen müssen Datenzentren auch das Verhältnis zwischen Rechenleistung und Energieverbrauch verbessern. Ein wichtiger Faktor ist die Stromverbrauchseffektivität (Power Usage Effectiveness, PUE), die die von den Anlagen im Rechenzentrum verbrauchte Energie im Verhältnis zum Gesamtverbrauch misst. Dieser Wert ist seit 2007 zwar erheblich gesunken – der Fortschritt hat sich im letzten Jahrzehnt jedoch insgesamt verlangsamt.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, finden Investitionen in verschiedene Technologien statt. Dazu gehören die Immersionskühlung, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen sowie die Nutzung von Abwärme.

3. Vorgefertigte und modulare Gebäude: Nach Angaben der Synergy Research Group werden die Investitionen in den Bau von Rechenzentren weltweit bis 2030 voraussichtlich auf 49 Milliarden US-Dollar erreichen. Viele Initiativen haben sich für vorgefertigte und modulare Lösungen entschieden. Sie ermöglichen es, einen Teil des Bauprozesses abseits des Standorts durchzuführen, an dem die Rechenzentren installiert werden. Dieses Verfahren trägt dazu bei, Bauzeit und -kosten zu reduzieren. Parallel erhöht sich das Niveau von Sicherheit, Qualität und Nachhaltigkeit.

Dabei gliedern sich diese vorproduzierten oder modularen Lösungen in vier Haupt-Typen:

1. vorgefertigte strukturelle und architektonische Komponenten
2. auf Plattformen montierte Ausrüstung für den Zusammenbau sowie die Verbindung von Komponenten und mechanischen Systemen sowie IT-, Strom- und Kühlelementen
3. geschlossene Module, die die gleiche Art von Geräten in einem Gehäuse zusammenfassen und verbinden
4. All-in-One-Rechenzentren, die sofort einsatzbereit sind und nur für kleinere Installationen von 1,0 bis 1,5 MW bestimmt sind

4. Edge-Computing: In diesem Segment gibt es zwei Arten von Investitionsmöglichkeiten. Die erste betrifft Immobilien: Schließlich muss die Nachfrage nach Edge Computing von kleinen Rechenzentren gedeckt werden, die sich häufig in städtischen Gebieten in der Nähe der Kunden befinden. Die zweite Art bezieht sich auf Technologien. Die Komponenten des Edge-Computing-Technologiepakets sind zwar nicht neu – doch die Herausforderung besteht darin, wie sie sich an den Rändern einsetzen und mit künstlicher Intelligenz ausstatten lassen.