Weniger Strom, Schadstoffe und CO 2 Thin Clients verbessern die Ökobilanz

Transkript

1 Green Paper Weniger Strom, Schadstoffe und CO 2 Thin Clients verbessern die Ökobilanz Nachhaltige Desktop-Infrastrukturen mit Thin Clients schonen Budget und Umwelt. In der Praxis sinkt das Treibhauspotential der IT-Arbeitsplätze um bis zu 63 Prozent, die Stromkosten um bis zu 88 Prozent.

2 Hersteller und Anwender von IT-Lösungen verursachen nicht viel weniger Kohlendioxid als die weltweite Luftfahrtindustrie. Der Marktanalyst Gartner beziffert den Anteil an den weltweiten CO 2 -Emissionen mit zwei Prozent. Um ihren Beitrag zur Reduktion der Treibhausgase zu leisten und zugleich die Stromkosten zu senken, haben viele Unternehmen bereits damit begonnen, ihren IT-bezogenen Energie- und Ressourcenverbrauch zu messen und zu senken. Vielerorts konzentrieren sich diese Bemühungen jedoch allein auf das Rechenzentrum. Der Computerarbeitsplatz hingegen, auf dessen Konto allein ein Viertel der eingangs genannten CO 2 -Emissionen geht, bleibt häufig unbehelligt. Zentrale Infrastrukturen sind grüner Die über Jahrzehnte etablierte Praxis, umfangreiche Betriebssysteme und Anwendungen auf PCs zu installieren und den Beschäftigten auf diesem Wege zur Verfügung zu stellen, scheint angesichts des laufenden Trends zu IT-Zentralisierung, Virtualisierung und Cloud Computing sowie unter Sicherheits- und Effizienzgesichtspunkten überholt. Anwendungen und Desktops laufen zunehmend virtualisiert im eigenen Rechenzentrum oder werden als Dienstleistung (Cloud Service) gemietet. In beiden Fällen werden sie zentral gemanagt und über das Netzwerk bzw. das Internet bereitgestellt. Der Vorteil: Effizienz, Datensicherheit und Kostentransparenz steigen. Der PC, in Anspielung auf seine üppige Hardwareausstattung auch als Fat Client ( fettes Endgerät ) bezeichnet, will nicht mehr so recht in solche Szenarien passen, denn im Vergleich zu einem Thin Client ist er überdimensioniert und bindet unnötig viel Kapital. Unter ökologischen Gesichtspunkten fällt er ebenfalls deutlich hinter dem Thin Client zurück, wie die Studie des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT Thin Clients 2011 Ökologische und ökonomische Aspekte virtueller Desktops 1 belegt. Ökostudie: PCs doppelt so klimaschädlich Das Fraunhofer UMSICHT analysierte zwei produktive Thin Client-Infrastrukturen und stellte diese jeweils einem Vergleichsszenario mit nutzenäquivalenten PCs gegenüber. Das Ergebnis: Im ersten Einsatzszenario bei der niederländischen Hilfsorganisation Carante Groep erweist sich die Kombination aus VMware View-basierten virtuellen Desktops und IGEL Thin Clients als um 47 Prozent weniger klimaschädlich. Der Untersuchungszeitraum dieses Einsatzszenarios reicht von der Herstellung, über eine fünfjährige Betriebsphase bis zur Entsorgung. In der zweiten Installation am Fraunhofer UMSICHT selbst, wo die Applikationsund Desktop-Virtualisierungslösungen Citrix XenApp und Citrix XenDesktop zum Einsatz kommen, liegt das über den gesamten Lebenszyklus berechnete Treibhauspotential bei einer Nutzungsdauer von drei Jahren je nach Anwendertyp um 30 bis 63 Prozent unter dem Vergleichsszenario. Das Treibhauspotential GWP (Global Warming Potential) wird in Kilogramm CO 2 -Äquivalent (kg CO 2 eq) gemessen und berücksichtigt insgesamt sechs klimaschädliche Gase. Bei einem klassischen Arbeitsplatz-PC für einen Medium-User beträgt das GWP 417 kg CO 2 eq, beim Thin Client reicht es inklusive des Anteils für den zentralen Server und dessen Kühlung von 156 bis 277 kg CO 2 eq. Einsparungen variieren gemäß User-Szenario Der Ressourcen- und Energiebedarf Server-basierter IT-Infrastrukturen hängt stark von den jeweiligen Anforderungen der Anwender ab. Dementsprechend unterscheidet das Fraunhofer UMSICHT in seiner Installation zwischen drei Benutzertypen: Medium User, Power User 1 und Power User 2. Für die erste Gruppe stellt die Kombination aus IGEL Thin Client und einem via Citrix XenApp (Terminalserver) bereitgestellten Shared Desktop die ökologisch wie ökonomisch effizienteste Lösung dar. Gegenüber dem Vergleichsszenario mit einem klassischen Arbeitsplatz-PC sinkt das Treibhauspotential (GWP) über den gesamten Lebenszyklus hinweg um 63 Prozent. Für die höheren Anforderungen der beiden Power User-Klassen stellt das Fraunhofer UMSICHT ebenfalls via IGEL Thin Client virtuelle Desktops auf Basis der Softwarelösung Citrix XenDesktop bereit. Im Vergleich zum entsprechenden PC-Szenario sinken die Treibhausgasemissionen um 30 bzw. 42 Prozent. Ein direkter Vergleich der Fraunhofer-Installation mit dem Carante-Szenario ist laut Studie allerdings nicht zulässig, da sich die jeweilige Nutzungsdauer, lokale Voraussetzungen und die Benutzeranforderungen wesentlich unterscheiden. MEHR EFFIZIENZ DURCH 64 BIT-SERVERTECHNOLOGIE a Beiden vom Fraunhofer UMSICHT analysierten Installationen liegt eine virtualisierte 64 Bit-Server-Umgebung zugrunde, die eine hohe Anzahl von Anwendern je Server bedienen kann. Je nach User-Szenario schwankt dieser Wert beim Fraunhofer UMSICHT zwischen 16 (Power User) und 130 (Medium User). Im Fall besonders geringer Anforderungen (Light-User) sind bis zu 200 Anwender je Terminalserver möglich. Die jüngsten Server-, Anwendungs- und Desktop-Virtualisierungslösungen von VMware, Citrix und Microsoft tragen wirkungsvoll dazu bei, die IT-Umgebung insgesamt zu konsolidieren und zu standardisieren. Im Rechenzentrum lassen sich kostenintensive Überdimensionierungen bei Servern und Kühlsystemen vermeiden und der Energieverbrauch dank einer besseren Auslastung dauerhaft senken. Das volle ökologische und ökonomische Potential der Virtualisierungslösungen entfaltet sich allerdings erst in Verbindung mit energieeffizienten und konsequent fernadministrierbaren Thin Clients, welche die Effizienz Server-basierter IT-Konzepte auch auf die Arbeitsplätze der Anwender ausdehnen /6

3 Betriebsphase ökologisch besonders relevant Eine wichtige Erkenntnis der Ökostudie liegt darin, dass die klimarelevanten Vorteile der Thin Client-/VDI-Lösungen in erster Linie auf den geringeren Stromverbrauch in der Betriebsphase zurückzuführen sind. Je nach Einsatzszenario und Benutzertyp sinkt der Energiebedarf und damit die Stromkosten für Thin Client und Serveranteil (inklusive Kühlung) gegenüber einem modernen, energieeffizienten PC um 61 bis 77 Prozent (siehe Tabelle). Wird ein Thin Client allein für den Internet-Zugriff im Rahmen von Cloud Computing eingesetzt, erreicht die Einsparung ein Niveau von 88 Prozent. Auch der CO 2 -Ausstoß ist während der Betriebsphase am höchsten. Das Ausmaß leitet sich jeweils vom Energieverbrauch und der Art der ursprünglichen Stromproduktion ab. Legt man den deutschen Strommix zugrunde, der laut Umweltbundesamt 575 g CO 2 -Emissionen je kwh aufweist (Stand: März 2010), so lassen sich im Betrieb jährlich gegenüber einem PC bis zu 148 kg des Treibhausgases einsparen. Die restlichen GWP-Einsparungen ergeben sich in den übrigen Phasen des Lebenszyklus. Herstellung, Transport und Entsorgung Für die Produktion eines Thin Clients werden im Vergleich zum PC deutlich weniger Komponenten verwendet. Das bedeutet nicht nur weniger Material, sondern auch weniger Energie, weniger Roh- und Hilfsstoffe sowie eine geringere Wasserbelastung. Das vom Fraunhofer UMSICHT untersuchte und selbst genutzte Thin Client-Modell ist der IGEL UD3 LX. Der in Deutschland meist verkaufte Thin Client des Jahres 2010 wiegt insgesamt 2,69 kg den Serveranteil eingerechnet ergeben sich nach Anwenderszenario 2,70 bis 2,80 kg. Bei einem typischen Arbeitsplatz-PC beträgt das Gesamtgewicht ca. 12,75 kg. Mit 78 Prozent weniger Gewicht und 70 bis 81 Prozent weniger Verpackungsvolumen hat der Thin Client auch in der Transportphase die Nase vorn. Ein Überseecontainer fasst deutlich mehr Thin Clients als PCs, beim Überlandtransport fallen weniger LKW-Ladungen an. Das reduziert die Treibhausgasemissionen. Auch bei der Entsorgung macht sich die geringere Masse des Thin Clients positiv bemerkbar. So fällt beim Recycling des Thin Clients nur ein Drittel des Elektroschrotts an, den ein PC verursacht. Entsprechend geringer sind auch die Mengen an nicht wiederverwertbaren Rohstoffen. Laut einer Untersuchung der TÜV Rheinland Group von 2006 lassen sich Thin Clients zu 76 Prozent recyceln. Aktuelle Angaben von Recyclingfirmen weisen mittlerweile eine Quote von 98 Prozent aus. Ergonomie am Arbeitsplatz Fasst man den Begriff der Umweltverträglichkeit eines Elektronikproduktes etwas weiter, fallen neben Produktionsmaterialien, CO 2 - bzw. Energiebilanz und Entsorgung auch ergonomische Aspekte ins Gewicht. PC-Lüfter und andere mechanische Komponenten beeinträchtigen gleichsam das Raumklima, die Geräuschkulisse und letztendlich die Konzentrationsfähigkeit der Nutzer. Die energieeffizienteren und konsequent lüfterlos gestalteten Thin Clients produzieren nicht nur weniger Abwärme, sondern arbeiten auch nahezu lautlos, weshalb sie nicht nur in Büro- und Schulungsräumen Einsatz finden, sondern auch in Bibliotheken, Schulen und Universitäten. Weitere ergonomische Vorteile des Thin Clients gegenüber dem Arbeitsplatz-PC beruhen auf dem geringeren Platzbedarf und dem niedrigeren Gewicht. Thin Clients lassen sich flexibler am Arbeitsplatz positionieren und leichter warten bzw. austauschen. Dass sich niedriges Gewicht und Standfestigkeit nicht ausschließen, belegen aktuelle Thin Client-Modelle mit leichten, aber robusten Gehäusen. PRAXISBEISPIEL: GRÜNE WINDOWS 7-MIGRATION a Eine gute Gelegenheit zur Migration auf eine zentrale IT-Umgebung mit Thin Clients bietet der Wechsel auf Windows 7. Die Investitionskosten in eine virtuelle Desktop-Infrastruktur mit Thin Clients amortisiert sich gegenüber einer Neuinvestition in PC- Hardware binnen eines Investitionszyklus von drei Jahren, wie das Beispiel Hannover Finanz zeigt. Die auf VMware View und IGEL Thin Clients basierende Lösung spart so viel Energie- und Managementaufwand ein, dass das Unternehmen die Mehrkosten auf Serverseite von Euro ausgleichen kann und gegenüber der PC-basierten-Lösung von 2007 immerhin einen Kostenvorteil von Euro erzielt. Gemeinsam mit den Energy Star-zertifizierten IGEL Thin Clients schaffte die Hannover Finanz für die Arbeitsplätze auch Null-Watt-Monitore an. Im Backend laufen Green IT-konforme Server, Storage und Netzwerkkomponenten. Durch die Neuerung konnten wir die Anzahl der Server von acht auf fünf physische reduzieren und somit auf die Klimaanlage des Serverraums mit 3,4 kw verzichten, berichtet EDV-Administrator Christian Kellner, der die Modernisierung initiierte und koordinierte. Insgesamt belaufen sich die Energieeinsparungen auf Euro pro Jahr bzw Euro je Leasingzyklus. Entsprechend vorbereitet durch den IT-Partner Hencke Systemberatung erfolgte die Migration auf virtuelle Desktops mit Windows 7 während eines Wochenendes. 3/6

4 Wichtiger Einflussfaktor: Thin Client-Management Zu den hohen Einsparungen beim Strom trägt auch das Fernmanagement der Thin Clients bei. Während PCs vielerorts auch nach Feierabend oder am Wochenende durchlaufen, werden Thin Clients in der Praxis automatisch über das Netzwerk in den Sleep-Modus versetzt, in dem sie nur noch ca. 1 Watt an Leistung aufnehmen. Das zentrale Management der Server weist ebenfalls ein ökologisch relevantes Automatisierungspotential auf. Virtuelle Desktops beispielsweise lassen sich dynamisch in Abhängigkeit von der Anwesenheit der Mitarbeiter kreieren und wieder löschen. Die zentralen IT-Ressourcen werden auf diese Weise bedarfsabhängig zur Verfügung gestellt und in Zeiten geringer Nachfrage automatisch abgeschaltet. Die Thin Clients werden über ebenfalls über eine Managementsoftware ab- und mittels Wake-on-LAN wieder angeschaltet. In den beiden von Fraunhofer UMSICHT analysierten Szenarien kommt jeweils die IGEL Universal Management Suite (UMS) zum Einsatz. Die Managementsoftware ist im Lieferumfang aller IGEL Universal Desktop-Lösungen enthalten und gestattet eine durchgängige Fernadministration der Thin Clients. Wartungs- und Supportfahrten gehören damit der Vergangenheit an. Sollte wider Erwarten ein Thin Client ausfallen, schließen die Mitarbeiter vor Ort selbst ein Ersatzgerät an, das sich umweltfreundlich postalisch oder via Hauspost an den entsprechenden Standort schicken lässt. Übergangsweise können sie auch auf einen anderen Thin Client-Arbeitsplatz ausweichen, um von dort aus auf das Rechenzentrum und ihre persönliche Arbeitsplatzumgebung zuzugreifen. Mehrere Endgeräte konsolidieren Neben der Managementlösung tragen noch weitere Software-Eigenschaften von Thin Client-Lösungen dazu bei, die betriebliche Umweltbilanz zu verbessern. Zur Vermeidung von Elektroschrott trägt beispielsweise die Fähigkeit bei, mehrere Endgeräte und Funktionalitäten in einer zentral verwaltbaren Einheit zu konsolidieren. Verantwortlich dafür ist die Ausstattung der Thin Client-Firmware. Das derzeit breiteste Spektrum an Softwareclients, -tools und lokalen Protokollen offeriert der deutsche Hersteller IGEL Technology mit seiner aktuellen Produktgeneration Universal Desktops. So erlaubt beispielsweise eine Reihe integrierter Terminalemulationen den simultanen Betrieb des Thin Clients als klassisches Terminal für Mainframes bzw. Hostsysteme. Eine ebenfalls integrierte Voice over IP-Funktionalität verwandelt den Thin Client zusammen mit einem Headset in ein Softphone. Dieses voll funktionsfähige IP- Telefon wird über den Bildschirm bedient die Anschaffung zusätzlicher Elektronikbauteile oder Telefongeräte erübrigt sich. Eine Printserverfunktion, mit der sich lokale Drucker effizient im Netzwerk freigeben lassen, hilft ebenfalls, Hardware zu sparen. Damit lassen sich unter anderem auch abgeschriebene Altgeräte noch sinnvoll einsetzen. Nachhaltige Investition Die Nachhaltigkeit von IT-Umgebungen hängt maßgeblich von deren Nutzungsdauer ab. Je länger die Geräte Ihren Dienst tun, desto weniger Elektroschrott fällt an und desto höher sind die ökologischen und ökonomischen Effekte: Während PCs meist nach drei bis vier Jahren veraltet sind und eine teure Ersatzinvestition fordern, lassen sich Thin Clients über sechs Jahre und länger einsetzen. Das liegt einerseits an ihrer geringeren Hardware-Anfälligkeit, andererseits an den kostenfrei durchführbaren Firmware-Updates, welche die Thin Clients immer auf dem neuesten Stand halten. Die Neuinvestitionen konzentrieren sich somit mehr auf das Rechenzentrum, wo sie aufgrund der eingangs beschriebenen IT-Konzentration und -Effizienz nicht mehr so stark ins Gewicht fallen. Und so kommt die Ökostudie des Fraunhofer trotz einer vergleichsweisen kurzen Nutzungsdauer von drei Jahren zum Schluss, dass Thin Clients grundsätzlich eine Alternative zum Desktop-PC darstellen sowohl unter ökologischen, als auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten. FACHGERECHTE ENTSORGUNG IM SINNE DES KUNDEN a Die Entsorgung von Elektro- und Elektronik-Altgeräten (engl.: WEEE = Waste of Electrical and Electronic Equipment) ist im Elektro- und Elektronikgerätegesetz (ElektroG) vom 24. Juni 2006 geregelt. Ebenso die Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Neugeräten (engl.: RoHS = Restriction of Use of Harzardous Substances). Wie viele andere Hersteller bietet auch IGEL einen komfortablen Rücknahmeservice. Die IGEL-Kunden melden ihre Altgeräte via Online-Formular auf der IGEL-Homepage zur Abholung an. Anschließend holt ein Servicepartner die Geräte nach vorheriger Terminabsprache ab und veranlasst die fachgerechte Entsorgung. 4/6

5 TABELLE: VERGLEICH VON THIN UND FAT CLIENTS (PCS) Energiebedarf und Einsparpotenziale durch einen: Thin Client (autark): Zugriff auf Host oder Internet (Cloud- Services) Thin Client zur Bereitstellung einer Windows-Umgebung mit 64 Bit-Server-OS ohne Kühlung Thin Client zur Bereitstellung einer Windows-Umgebung mit 64 Bit-Server-OS inkl. Kühlung PC (Fat-Client) mit lokal installierter Windows-Umgebung u. Terminalemulation Leistungsaufnahme 1 (Watt) im Durchschnitt über 24 Stunden 4,1 6,2 7,7 33,4 Stromverbrauch pro Tag in Wh: 98,4 148,8 184,8 801,6 pro Jahr in kwh: 35,9 54,3 67,5 292,6 Damit verbundene CO 2 -Emissionen in kg: 20,2 30,6 38,0 164,7 Stromkosten pro Jahr für 1 Arbeitsplatz 7,18 10,86 13,49 58, Arbeitsplätze Arbeitsplätze Stromkostenersparnis pro Jahr im Vergleich zum PC 2 je 100 Arbeitsplätze Arbeitsplätze Vermeidung jährlicher CO 2 -Emissionen im Vergleich zum PC in Tonnen 3 je 100 Arbeitsplätze 14,5 13,4 12, Arbeitsplätze Prozentuale Ersparnis an Strom, Stromkosten und CO 2 -Emissionen 88% 81% 77% 1 Wirkleistung im Durchschnitt (Quelle: Fraunhofer UMSICHT / IGEL Technology: Thin Clients 2011 Ökologische und ökonomische Aspekte virtueller Desktops ( Leistungsaufnahme Thin Client gilt für das Modell IGEL UD3 LX: 19,1W (Betrieb) bzw. 1,9W (Sleep) 2 Strompreis: 0,20 / kwh 3 Produktion einer kwh mit dem deutschen Strommix verursacht 563 g CO 2 (Quelle: Umweltbundesamt, März 2011) GRAFIK: IM LEBENSZYKLUS FREIGESETZTE TREIBHAUSGASEMISSIONEN (EINSCHL. UMGERECHNETER TERMINALSERVERANTEILE) kg CO2eq im Lebenszyklus (3 Jahre) % % -42% PC-System für Medium User Thin Client und Terminalserver (Medium User) PC-System für Power User 1 Thin Client und VDI (Power User) PC-System für Power User 2 Anmerkungen zur Abbildung: Light User Diese Nutzergruppe wurde in der Studie nicht betrachtet, hier sind noch geringere kgco 2 eq-werte zu erwarten. VDI und PC: Ein Szenario mit PC und VDI wurde nicht in der Studie betrachtet. Als Annäherung ergibt die Summe der kgco 2 eq-werte für Medium User-PC und VDI-Serveranteil einen Wert von 694 kgco 2 eq. Betrachtungszeitraum: Aufgrund eines vorgegebenen Leasing-Zyklus betrachtet die Studie im Szenario Fraunhofer UMSICHT lediglich eine Nutzungsdauer von drei Jahren. In der Praxis werden Thin Clients typischerweise fünf bis sieben Jahre eingesetzt. Unter diesen Bedingungen sind niedrigere kgco 2 eq-werte für die Thin Client-Szenarien zu erwarten. Quelle: Fraunhofer UMSICHT: Thin Clients 2011 Ökologische und ökonomische Aspekte virtueller Desktops 5/6

6 DAS IGEL UNIVERSAL DESKTOP-KONZEPT a Ob Server Based Computing, virtuelle Desktops oder Cloud Computing die Universal Desktops von IGEL arbeiten mit unterschiedlichsten zentralen IT-Infrastrukturen zusammen. Für eine hohe Zukunftssicherheit sorgen insbesondere die leistungsfähige Hardware und Grafikperformance der Designgeräte sowie ihre laufend weiterentwickelte Firmware. Die Auswahl des passenden Modells kann bedarfsabhängig und kosteneffizient erfolgen dank diverser Bauformen, Betriebssysteme, alternativer Firmwareausstattungen (Tools, Clients und Protokolle) und zahlreicher Hardware-Optionen. Nicht zuletzt überzeugen die IGEL Universal Desktops durch ihren minimalen Energieverbrauch, lange Einsatzzeiten und die im Lieferumfang enthaltene Remote-Managementlösung IGEL Universal Management Suite (UMS). UMFANGREICHE PERIPHERIEUNTERSTÜTZUNG a IGEL Universal Desktops lassen sich in verschiedenste Peripherieumgebungen einbinden. Mehrere USB-Ports, Audio-Ein- und -Ausgänge sowie mindestens eine DVI-I-Schnittstelle gehören zur Standardausstattung. Dank optionalem Y-Videokabel sind sämtliche Modelle Dualview-fähig, Widescreen-Formate werden ebenfalls unterstützt. Darüber hinaus bietet IGEL USB-Seriell- bzw. USB-Parallel-Adapter, optionale Sockelfüße sowie integrierte Smartcard-Reader und unterstützt externe Sicherheitslösungen. Letztere erweitern die Konnektivität um WLAN und/oder eine zusätzliche serielle- bzw. parallele Schnittstelle oder einen versteckten USB-Port. Für einen räumlich flexiblen Einsatz sind neben VESA-Montagevorrichtungen auch Gummifüße für den horizontalen Betrieb erhältlich. PCIe- Steckplatz Mic-in Stereo-out Serielle Anschlüsse USB 2.0 RJ45 Ethernet PS/2-Tastatur Display Port DVI-I-Monitor Stromversorgung Vorderseite: Zwei USB 2.0-Anschlüsse Deutschland (Zentrale) IGEL Technology GmbH Hanna-Kunath-Str. 31 D Bremen I Deutschland Tel +49 (0) Fax +49 (0) Großbritannien IGEL Technology Ltd Merlin House I Brunel Road Theale I Reading I Berkshire RG7 4AB I United Kingdom Tel +44 (0) Fax +44 (0) USA IGEL Technology America, LLC 2106 Florence Avenue Cincinnati OH I USA Tel Fax info@igelamerica.com Kostenfrei (nur US): GET IGEL Singapur IGEL Technology Care of: C. Melchers GmbH & Co. Singapore Branch 101 Thomson Road # 24-01/05 United Square Singapore Tel Fax Hongkong IGEL Technology Care of: Melchers (H.K.) Ltd Shun Tak Centre I West Tower Connaught Road C. Hong Kong I China Tel Fax IGEL ist eine geschützte Marke der IGEL Technology GmbH. Alle Hardware- und Software-Namen sind Marken oder eingetragene Marken der jeweiligen Hersteller. Alle sonstigen genannten oder anders erkennbaren Marken, eingetragenen Waren- und/oder Dienstleistungsmarken sind das Eigentum ihrer jeweiligen Inhaber. Änderungen und Irrtümer vorbehalten. info@igel.com I 02/2012 IGEL Technology 99-DE-44-1