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Die Krux mit der Last

Die Leistungsbilanz im Rechenzentrum
ep12/2022, 2 Seiten

Soll die technische Infrastruktur, die eine IT-Landschaft mit Strom und Klima versorgt, modernisiert werden oder ist gar ein neuer Serverraum oder ein ganzes Rechenzentrum geplant, müssen in den frühen Projektphasen grundlegende und weitreichende Entscheidungen getroffen werden. Eines der wichtigsten Themen ist dabei die durch die Server benötigte elektrische Leistung, die fast in Gänze in Wärme umgewandelt wird – Server sind nach wie vor hochwertige Heizgeräte.


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  • Rack-Server: 8 500 BTU/h

  • Rack-Storage: 7 300 BTU/h

  • Rack-Netzwerk: 3 000 BTU/h

  • Rack-Firewall: 1 000 BTU/h

  • Rack-WAN: 1 500 BTU/h.

Das Ergebnis: 21 300 BTU/h für fünf Racks. Beeindruckend. Aber was ist BTU/h denn genau? Eine sehr britische Sache, die auf dem Erwärmen eines Pfundes Wasser um ein Grad Fahrenheit zurückgeht. Und 1 000 BTU/h entsprechen in etwa 293 W. Nach Umrechnung des Ergebnisses ergibt sich eine Wärmeleistung von 6,2 kW für den gesamten Serverraum. Diese wurde vorher als elektrische Leistung „hineingeschoben“. Das hatte der IT-Verantwortliche so noch gar nicht betrachtet und denkt nun noch einmal über seine 4bis 7 kW je Rack nach.

Variante 4

Nach dieser Herangehensweise wird das Facility Management beauftragt, die Leistungsdaten messtechnisch zu erfassen. Wie genau funktioniert das? Ein Spannungsprüfer, selbst wenn er zweipolig ist, hilft hier nicht – man muss den Strom messen. Und diesen misst man in Reihe zum Verbraucher, so hat es der Physiklehrer einmal gelehrt. Sollten jetzt also die Server ausgesteckt und ein Amperemeter angeklemmt werden? Nein, es gibt doch Stromzangen. Diese werden um das Kabel gelegt und dann wird gemessen. Das Zangenamperemeter wird besorgt und um die erste Serverzuleitung gelegt. Dann an die zweite. Nach der dritten Messung kann immer noch kein sinnvoller Wert ermittelt werden. Das Messgerät muss offenbar kaputt sein.

Es funktioniert aber. Es kommt nur kein Ergebnis zustande, da die Serverzuleitung Hin- und Rückleiter beinhaltet. Die fließenden Ströme besitzen den gleichen Betrag, haben aber entgegengesetzte Richtungen. Damit heben sie sich im Messgerät auf und es werden null Ampere gemessen – Fehler der Messanordnung. Wie kann also richtig gemessen werden? Dies ermöglicht ein Messadapter. Dazu muss der Server jedoch ausgesteckt werden. Das geht nicht. Na dann eben nicht.

Fazit

Alle vier Varianten sind nicht befriedigend. Letztlich bleibt noch das fachkundige Abschätzen der Leistung. Wenn der Wert feststeht, wird im nächsten Schritt um die Entwicklungsaussichten gerungen. Dabei halten Verantwortliche oft beeindruckende oder gar visionäre Zahlen bereit: Beispielsweise würde sich der jetzige Bedarf in den kommenden zehn Jahren verdoppeln, wenn nicht gar vervierfachen. Aus eigener Erfahrung kennt der Autor Situationen, in denen er nach Jahren wieder Serverräume besuchte, die im Vergleich zum Erstausbau unverändert waren. Eher traten Veränderungen auf, die die Leistung verminderten, beispielsweise durch die Konsolidierung und Virtualisierung leerer gewordener Racks oder den Einsatz einer neuen stromsparenden Hardware-Generation. Das ist also erfreulich: Nur wenn USVen mit Lastdaten kleiner 10 % der Nennleistung vor sich hindümpeln, und damit Autonomiezeiten nicht im Bereich von Minuten, sondern eher von zwei- bis dreistelligen Stundenwerten ausgeben und Klimaanlagen sich kaputttakten (an – aus – an – aus), wird deutlich, dass von vornherein die Betriebsart Teillast mit hätte berücksichtigt werden sollen. Damit gelangt man zu Modularität und Skalierbarkeit – das bewährt sich in der Praxis.

Der Redundanzgedanke mit Konzepten wie n+1 oder 2n zwingt sowieso zur Modularität. Diese wird bei den aktuell verfügbaren technischen Lösungen immer kleinteiliger, sodass es heutzutage nicht nur die Stufen „Erstausbau“ und „Endausbau“ geben muss, sondern oft mehrere Schritte dazwischen möglich sind.

Die technischen Anlagen sind oft darauf ausgelegt, ihren optimalen Betriebspunkt nahe des Nennlastbereiches zu haben. Es gilt nun also, durch modulare Zugaben oder Entnahmen die Anlagen in die Nähe des Nennlastbereiches zu bringen, ohne die Verfügbarkeit bzw. Redundanz einzuschränken. Bei einem 2n-Betrieb liegt die Auslastung eines Einzelsystems im Normalbetrieb zwangsläufig bei weniger als 50 %, um dann im Redundanzfall unter keinen Umständen über 100 % zu kommen.

Der Themenkomplex ist hochdynamisch. Dies gilt wie dargestellt für die Planungsphase genauso wie für die Betriebsphase. Es ist aber immer möglich, Antworten zu finden, man darf nur unpräzise Informationen nicht einfach so stehenlassen oder gar auf deren Basis Entscheidungen treffen. Moderne Technologien ermöglichen flexible Lösungen, die an Änderungen des Bedarfs angepasst werden können – nach unten wie nach oben.


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Autor
  • J. Schulz
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