Green IT im neuen Rechenzentrum

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1 Green IT im neuen Rechenzentrum Köln-Chorweiler Energieeffizienz von der Planung zum Umbau und zur Organisation des Betriebes Stadt Köln, Amt für Informationsverarbeitung, Andreas Kernke Der Einsatz energieeffizienter Systeme nach dem Stand der Technik ist inzwischen für umwelt- und kostenbewusste Rechenzentrumsbetreiber eine Selbstverständlichkeit. In Köln wurde darüber hinaus aber bereits vom Planungsstadium an das Rechenzentrum als Gesamtsystem aus Gebäude, TGA und Informationstechnologie betrachtet. Herausgekommen sind ein modernes, energieeffizientes Rechenzentrum, ein umfassendes Klimatisierungskonzept und eine interdisziplinäre Betriebsorganisation. Green in der IT 1. Ausgangslage Die Stadt Köln betreibt zwei Rechenzentren an räumlich getrennten Standorten. Das bisherige Backuprechenzentrum im Kölner Stadtteil Chorweiler sollte aus strategischen Gründen zum Hauptstandort ertüchtigt werden. Geplant und gebaut in den 1980er Jahren bot es zwar viel Platz, entsprach aber bezogen auf Ausfallsicherheit und Nachhaltigkeit nicht mehr aktuellen und notwendigen Ansprüchen. Planungsvorgaben waren daher eine Verfügbarkeit nach Tier III (Concurrently Maintainable Site Infrastructure) und eine Energieeffizienz auf der Höhe der Zeit. 2. Wirtschaftlichkeit durch Kooperation In LVR-InfoKom, dem IT-Dienstleister des Landschaftsverbandes Rheinland, fand die Stadt Köln einen Partner, der ebenfalls Bedarf an Rechenzentrumskapazitäten hatte und bezogen auf alle für den Betrieb eines Rechenzentrums relevanten Aspekte eine sehr hohe Kompatibilität aufwies. Schnell kamen beide darin überein, nicht nur eine Nutzungsvereinbarung zu schließen, sondern von Anfang an auch das Rechenzentrum als Gemeinsames zu planen und in Betrieb zu nehmen. So ließen sich Synergie- und Skaleneffekte erzielen, die eine wirtschaftlich verträgliche Erreichung der Oberziele 35

2 Ausfallsicherheit und Energieeffizienz ermöglichten. 3. Auswahl und Design der geeigneten TGA Henry Ford wird der Ausspruch nachgesagt Ich prüfe alles und behalte das Beste. Mit dieser Haltung wurden alle für den Betrieb des Rechenzentrums relevanten Technologien ergebnisoffen bewertet. Die Aufgaben der TGA in einem Rechenzentrum sind vor allem die Sicherstellung einer betriebsgeeigneten Klimatisierung, die Transformation der elektrischen Energie einschließlich Ausfallprävention und Substitution sowie Brand- und Einbruchsschutz. Green IT Jahrbuch Ein umfassendes und ganzheitliches Klimakonzept IT-Systeme erzeugen pro Kilowatt elektrischer Energie, die sie aufnehmen, ca. ein Kilowatt Wärmeenergie. Diese Wärmeenergie muss man von den Systemen wegführen, sonst entwickeln sich in geschlossenen Serverräumen sehr schnell so hohe Temperaturen, dass ein sicherer Systembetrieb unmöglich wird. Früher hat man dazu den Raum, in dem die IT-Systeme stehen, komplett auf eine vermeintlich notwendige Betriebstemperatur herunter gekühlt. In dem Wissen, dass Server, Speichersysteme und Netzwerkkomponenten auch bei deutlich höheren Temperaturen zuverlässig arbeiten, haben die Beteiligten in Köln ein die TGA und die IT-Systeme umfassendes Klimakonzept entwickelt. Säulen dieses Konzepts sind: indirekte freie Kühlung mit besonders im Teillastbereich energetisch effizienten Rückkühlern magnetgelagerte Kompressionskältemaschinen (Radialturbokompressoren) ein gleitender Übergang von der freien Kühlung zur Kompressionskälte konsequente Kaltgang- und Warmgangtrennung durch Kaltgangeinhausung und hohen Temperaturen im Kaltgang (26 C) und im Warmgang (40 C) sparsamste Ventilation durch geringstmögliche Luftwiderstände auf dem Weg der Luft vom Kühlgerät über den Doppelboden in den Kaltgang und durch die IT-Systeme in den Warmgang (Platzierung der Ventilatoren der Umluftkühlgeräte im Doppelboden statt in den Kühlgeräten, Gitterrostplatten anstelle von Doppelbodenplatten im Kaltgang, Datenverkabelung nicht im Doppelboden sondern über den Serverracks, Steuerung der Ventilationsstärke mithilfe von Temperaturfühlern im oberen Bereich des Kaltgangs, Durchlässigkeit der Racktüren von über 80 %) 36

3 3.2. Effiziente Strom- und Notstrominfrastrukturen Zur Absicherung gegenüber Stromschwankungen und -ausfällen kommen in einem Rechenzentrum, das auf Betriebssicherheit Wert legt, Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USVen) und Ersatzstromaggregate zum Einsatz. Herkömmliche USVen basieren auf Batterien. Ihr Betrieb verursacht eine Verlustleistung, die in Form von Abwärme spürbar ist. Eine Alternative sind kinetische USVen, bei denen große Schwungmassen unter Ausnutzung der Massenträgheit Schwankungen ausgleichen und bei Ausfällen bis zur Übernahme durch Ersatzstromaggregate überbrücken. Für das Chorweiler Rechenzentrum wurden dieseldynamische USVen ausgewählt, bei denen kinetische USVen auf einer Welle mit Dieselaggregaten montiert sind. Durch die Kopplung mit den USVen kommen die Dieselaggregate innerhalb weniger Sekunden auf Betriebsgeschwindigkeit. Die kinetischen USVen weisen gegenüber galvanischen USVen einen um drei Prozentpunkte höheren Wirkungsgrad auf. Dass effiziente Trockentransformatoren zum Einsatz kommen, versteht sich von selbst Der letzte macht das Licht aus Heutzutage sind Serverräume keine Regelarbeitsplätze mehr, sondern Maschinensäle. Da die Systemadministratoren die allermeisten Arbeiten remote erledigen können, halten sich nur noch relativ selten Menschen in den Rechnerräumen auf. Darum sind im Rechenzentrum Chorweiler die Beleuchtungssteuerung und die Belüftungssteuerung mit dem Zutrittskontrollsystem (ZKS) vernetzt. Das ZKS saldiert Zu- und Austritte und weiß daher, wenn sich niemand mehr in einem Raum befindet. Es schaltet dann das Licht aus und stoppt die Frischluftzufuhr. Green in der IT 4. Interdisziplinäre Betriebsorganisation Bei der Stadt Köln hat man gelernt, das Rechenzentrum als eine Gesamtheit aus Gebäude, technischer Gebäudeausrüstung sowie Informations- und Kommunikationstechnologie zu betrachten. Dementsprechend arbeiten hier TGAler und ITler eng zusammen, um beim Betrieb des Rechenzentrums die gemeinsamen Ziele zu erreichen. Die städtische Gebäudewirtschaft und die IT-Verantwortlichen von Stadt Köln und LVR-InfoKom haben gemeinsam ein RZ-Betriebshandbuch entwickelt und darin Abläufe und Kommunikationswege für den gemeinschaftlichen Rechenzentrumsbetrieb festgelegt. Außerdem haben das Amt für Informationsverarbeitung und LVR-InfoKom eine neue Rolle RZ-Managerin/RZ-Manager entwickelt und mit je einem Mitarbeiter besetzt. Hier sind die Betriebsverantwortlichkeiten gebündelt. 37

4 Oft wird gefragt, ob die RZ-Manager ITler oder TGAler sind. Derzeit kommen beide aus der IT. Aber letztlich ist es gleich, ob man für diese Rolle ITaffine TGAler oder ITler mit einer Nähe zu TGA-Themen gewinnt. Wichtig ist, aus seinem jeweiligen Silo auszusteigen und die Verantwortung für das gesamte Rechenzentrum wahrzunehmen. Das ist angesichts der selbst zwischen ITlern der verschiedenen Fachrichtungen üblichen Abgrenzung, der das Amt für Informationsverarbeitung durch ITIL-konforme Prozesse begegnet, eine besondere Herausforderung. 5. Kontinuierlicher Mess- und Regelkreislauf Energieeffizient und ausfallsicher arbeitet ein Rechenzentrum nur, wenn alle Betriebsdaten laufend ausgewertet und auf dieser Basis die relevanten Konfigurationsparameter kontinuierlich optimiert werden. Auf der Grundlage umfassender Daten der TGA und der IT-Systeme werden in der Verantwortung der RZ-Manager Trendanalysen und Prognosen entwickelt, Maßnahmen geplant, umgesetzt und evaluiert. Green IT Jahrbuch Lohn der Mühen Gutachterlich wurde bestätigt: Die unter den gegebenen Umständen vorhandenen Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz werden verantwortungsbewusst ausgeschöpft; Die Power Usage Effectiveness (PUE: Verhältnis von Gesamtstromverbrauch des RZ zum Stromverbrauch der IT-Systeme) wird voraussichtlich bei 1,35 liegen. Bei einem Gesamtstromverbrauch von rund 4,7 MWh im Jahr wird die Stromeinsparung gegenüber herkömmlichen Rechenzentren: kw/h im Jahr betragen. Das macht bei Preisen von 2011 rund Euro aus und ergibt eine Vermeidung von rund 250 Tonnen CO ² -Equivalenten im Jahr. Damit ist das neue Rechenzentrum auch ein gutes Beispiel dafür, dass ökonomische und ökologische Interessen durchaus harmonieren können. Stadt Köln, Amt für Informationsverarbeitung, Andreas Kernke, 38

5 GREEN IT JAHRBUCH 2012 Inhaltsverzeichnis Grußwort 11 Dr. Philipp Rösler, Bundesminister für Wirtschaft und Technologie Vorwort 12 Thomas Leitert, GreenIT-BB Das Netzwerk GreenIT-BB 14 Think Tank zur Steigerung der Energieeffizienz der IKT GreenIT RZ-Benchmarking 17 TimeKontor AG Online-Tool für die Ermittlung der Energie- und Ressourceneffizienz von Rechenzentren Kategorie 1 Energieeffiziente IT-Systeme Green in der IT Innovativ, effizient und umweltschonend 21 A10 Networks Deutschland Ltd. Moderne Application Delivery Controller bieten ökonomische und ökologische Verbesserungen entlang der gesamten IT-Wertschöpfungskette Aus der Not eine Tugend machen 25 Bundesinstitut für Berufsbildung Bundesinstitut für Berufsbildung führt in seinem Rechenzentrum hocheffiziente Klimalösung ein Effizient, sicher und hochverfügbar 31 Rittal GmbH & Co. KG Umweltfreundliches Rechenzentrum made by Rittal 7

6 GreenIT im neuen Rechenzentrum Köln-Chorweiler 35 Stadt Köln, Amt für Informationsverarbeitung Energieeffizienz von der Planung zum Umbau und zur Organisation des Betriebes Kategorie 2 Einsatz von IT-Systemen zur Optimierung von Prozessen Green durch IT Ein Netz für Wasser, Straße und Schiene 39 Cisco Deutschland Hamburger Hafen und Cisco schaffen einheitliche Infrastruktur für Verkehrsmanagement, Zusammenarbeit, Videokonferenzen und IT Das GREENSOFT-Modell 43 Fachhochschule Trier Ein Referenzmodell für "Grüne und Nachhaltige Software" Messung des Software-induzierten Energieverbrauchs 47 Fachhochschule Trier Eine Methode und deren exemplarische Anwendung Green IT Jahrbuch 2012 PrimeEnergyIT 51 Berliner Energieagentur GmbH, Fraunhofer IZM, Österreichische Energieagentur, Technische Universität Berlin Leitlinien für die Gestaltung und Beschaffung energieeffizienter Rechenzentrumstechnik DOKIM - public asset intelligence 57 K.IM. Kirchliches Immobilienmanagement Unterstützung für outputorientierte Strategiebildungen beim Management von Immobiliengroßbeständen Energie smart nutzen mit Joonior 63 MSR-Solutions GmbH Das intelligente Energiemanagement-System von MSR-Solutions 8

7 GreenIT in der Dokumentenein- und -ausgabe 67 perform IT GmbH Optimierung der Dokumentenein- und -ausgabe unter Berücksichtigung von Umweltaspekten Green durch IT 71 Sparkasse Pforzheim Calw Energieeinsparung durch die automatisierte Steuerung von IT-Systemen bei der Sparkasse Pforzheim Calw Kategorie 3 Visionäre Gesamtkonzepte (System- und Geschäftsprozessgestaltung) Das 1%-Rechenzentrum 75 erecon AG Mit viel Energie immer weniger Energie GreenIT - think economically, act ecologically 79 Daimler AG, Information Technology Management (ITM) Leitbild für die ökologischen und ökonomischen Aspekte des IT-Einsatzes bei Daimler ProUmwelt Früher an morgen denken 85 Provinzial Rheinland Versicherungen Das Klimaschutz-Engagement der Provinzial Rheinland Die Yaacomo Datenbank 89 Q2WEB GmbH Eine in Deutschland neu entwickelte Datenbank macht Rechenzentren grüner 9

8 Das Netzwerk GreenIT-BB Veni. Vidi. Viriditer Vici. Mit Green IT effektive und nachhaltige Erfolge erzielen, dieses Anliegen verfolgt das Netzwerk GreenIT-BB. Gegründet 2009 als Public Private Partnership, führt GreenIT-BB Entscheider aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung zusammen, um gemeinsam eine energie- und ressourceneffiziente Informations- und Telekommunikationstechnik (IKT) voranzubringen. Das Netzwerk initiiert Projekte, stellt Informationen bereit, moderiert den fachlichen Austausch und versteht sich als bundesweites Kompetenzzentrum für Green IT. Die beteiligten Unternehmen profitieren von der gebündelten Fach- und Marktkompetenz des Netzwerks und erhalten Unterstützung für die erfolgreiche Umsetzung ihrer Green IT Vorhaben. Green IT Jahrbuch 2012 Kompetenzen vernetzen - Synergien nutzen Beschaffung und gemeinsame Erarbeitung von markt- und geschäftsrelevanten Informationen konzentrierte Marketing- und Vertriebsunterstützung durch zielgruppenorientierte Veranstaltungen und eigene Green IT-Events regelmäßige Netzwerktreffen, Green IT Praxisworkshops und Expertenrunden Öffentlichkeitsarbeit Initiierung, Entwicklung und Umsetzung innovativer Verbund- und Entwicklungsprojekte wie z. B. GreenIT RZ-Benchmarking (siehe Seite 17) und GreenIT Cockpit Das Netzwerk als Business- und Wissensplattform bietet Green IT RZ-Benchmarking und Best Practice zu Green IT moderiert den Dialog zwischen Experten aus Wissenschaft, Wirtschaft und Verwaltung stellt die Erschließung von Nutzenpotenzialen in den Mittelpunkt regt Business Development im Bereich Green IT an unterstützt Innovationen im Bereich Green IT 14

9 Green IT Best Practice AWARD Um die Öffentlichkeit für die Energie- und Ressourceneffizienz in der IKT zu sensibilisieren, initiierte das Netzwerk GreenIT-BB im Jahr 2010 erstmals den GreenIT Best Practice AWARD. Der Wettbewerb wird seither jährlich in Kooperation mit den Netzwerken CIOcolloquium, CIO-Circle und der Green IT Allianz des Bitkom e.v. durchgeführt. Im vergangenen Jahr stand der AWARD unter der Schirmherrschaft von Bundeswirtschaftsminister Dr. Philipp Rösler sowie der IT-Beauftragten der Bundesregierung, Cornelia Rogall-Grothe. Mit über 100 Beteiligungen in den drei Kategorien Green in der IT, Green durch IT und Visionäre Gesamtkonzepte war der Wettbewerb ein voller Erfolg. Eine hochkarätig besetzte Expertenjury unter dem Vorsitz von Dr. Hans-Joachim Popp, CIO des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, übernahm die Bewertung der Projekte und Auswahl der Preisträger. Weitere Mitglieder der Jury waren Rudolf Herlitze, CIO des Bundesumweltministeriums, Thomas Schott, CIO der Rehau AG, Dr. Jürgen Sturm, CIO der Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH, und Heinrich Vaske, Chefredakteur der Computerwoche. Die Preisverleihung fand im November in Berlin statt. Eine umfangreiche Dokumentation der Preisträger und ihrer Projekte sind unter zu finden. Parallel zum Wettbewerb um den GreenIT Best Practice AWARD startete das Netzwerk einen Call for Papers für das GreenIT Jahrbuch Ausgewählte Projekte finden Sie auf den folgenden Seiten. Die Initiierung des Netzwerkes, das Management sowie die Vertretung nach außen werden durch die TimeKontor AG wahrgenommen. Netzwerk GreenIT-BB, c/o TimeKontor AG Schönhauser Allee 10-11, Berlin, Tel.: , Fax: Thomas Leitert, Ute Gaab, Das Netzwerk GreenIT-BB wird gefördert durch: 15

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