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Infrastruktur

Es fehlt an Strom für all die Computer

Nicht Viren oder Softwarefehler machen den Managern der Rechenzentren heute Sorgen, sondern Stromknappheit und Wärmeüberfluss.

Von Walter Jäggi
Andreas Knoepfli stösst immer öfter auf ein zuvor ungekanntes Problem. «Viele unserer Kunden können Projekte nicht realisieren, weil es an den physischen Voraussetzungen fehlt. In den Rechenzentren gibt es zu wenig Platz, zu wenig Strom, zu wenig leistungsfähige Klimaanlagen», sagt der Geschäftsführer von Sun Microsystems in der Schweiz. Alle Computerhersteller müssen daher statt in Gigabytes und Mega-Operationen-pro-Sekunde heutzutage auch in profanen Kilowatt und Grad Celsius rechnen.
Die Grössenordnungen des Problems illustriert das kurz vor der Fertigstellung stehende neue Rechenzentrum von Swisscom IT Services in Zollikofen BE: Es kann mit 4500 Kilowatt Stromleistung versorgt werden – gleich viel wie eine Kleinstadt von 15 000 Einwohnern. Bei Vollbetrieb wird die Stromrechnung rund 3 Millionen Franken im Jahr betragen.
Der Strombedarf hat auch die Standortwahl beeinflusst: «Diverse Standorte in der engeren Prüfung verfügten nicht über die notwendige Versorgungsinfrastruktur», sagt Swisscom-Pressesprecher Sepp Frey. Immerhin wird das neue Rechenzentrum effizienter sein als die bisherigen: Während heute 30 bis 33 Prozent des Stroms für die Kühlung benötigt werden, sollen es im neuen Gebäude im Jahresdurchschnitt nur noch 20 Prozent sein.
Die Heizleistung eines Rechenzentrums ist beträchtlich, bei Neubauten wird deshalb versucht, die anfallende Wärme für die Gebäudebeheizung zu nutzen. Im Idealfall kann sie im Sommer sogar für die kalte Jahreszeit gespeichert werden. Gespart werden kann schon, wenn die Rechnerräume nicht wie bisher auf 22 Grad gekühlt werden. Beim Rechenzentrum der Messe Basel ist man auf 26 Grad gegangen, was den Stromverbrauch des Klimasystems gleich um 40 Prozent reduzierte.
Energieverluste an allen Enden
Energieverluste verursacht auch die unterbruchlose Stromversorgung, die für jedes Rechenzentrum aus Sicherheitsgründen unverzichtbar ist. Die Batterien, welche Stromunterbrüche überbrücken müssen, und die Geräte, die Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln und umgekehrt, sind heimliche Verlustquellen.
Viele Server sind im Bereitschaftsmodus (Stand-by), damit sie bei Bedarf sofort verfügbar sind; auch dieser unproduktive Betriebszustand trägt zur Energieverschwendung bei. Selbst während der Computer arbeitet, geht Energie verloren, weil die Festplatte zum Beispiel ständig in Bewegung gehalten werden muss, auch wenn sie gerade nicht genutzt wird.
Vom Strom, der in ein Rechenzentrum fliesse, sagt David Douglas, Ökoverantwortlicher bei Sun, würden nur 50 Prozent durch die Server und Speicher verbraucht. Und insgesamt wird von diesen letztlich nur 1 Prozent in «Denkleistung» umgesetzt. Der ganze Rest ist Abwärme.
Die Computerhersteller, von IBM bis Dell, strengen sich daher an, sich auf eine «grüne Informationstechnik» auszurichten. Dazu gehört neben dem Umgang mit den giftigen Materialien bei der Herstellung und der Entsorgung die Reduktion des Stromverbrauchs und des Kühlbedarfs. Diesen Bemühungen läuft der Kundenwunsch entgegen, immer grössere Datenmengen zu verarbeiten, womit der Strombedarf steigt und der Wärmeanfall.
Simple Banktransaktionen erhitzen ein Rechenzentrum nicht, Audio- oder Videodaten, wie sie jetzt immer häufiger anfallen, aber schon. Jedes E-Mail, das verschickt wird, lässt in mehreren Rechenzentren den Stromzähler und die Klimaanlage schneller laufen, jedes Youtube-Video kurbelt diesen Verbrauch um ein Mehrfaches an. Das Rezept der Techniker, die Computer schneller zu machen, hilft nicht weiter; wenn der Arbeitstakt des Rechners erhöht wird, erhöht sich auch die Wärmeerzeugung.
Gesucht werden jetzt Computerarchitekturen, bei denen möglichst wenig Verluste entstehen. Dies nicht nur deshalb, weil grüne Informationstechnik Prestige bringt, sondern auch deshalb, weil die Unternehmen inzwischen die Betriebskosten besser im Griff haben wollen.
Lange galten die Stromkosten für die Informatik als vernachlässigbar, sie wurden unter den allgemeinen Gebäudekosten verbucht wie die Schneeräumung oder das WC-Papier. Als die Controller begannen, den EDV-Managern die Stromrechnung zu präsentieren, sei das für viele «ein Schock» gewesen, hat Andy Butler von der Marktforschungsfirma Gartner festgestellt.
Die Betriebskosten fallen nämlich immer stärker ins Gewicht, weil die Hardware immer billiger wird. Das gilt nicht nur im Rechenzentrum, sondern auch bei den verteilten PCs, die in der Summe ebenso viel Probleme mit Strom und Klima machen.
Vielleicht kommen nun die so genannten Thin Clients, Arbeitsstationen ohne eigene Rechen- und Speicherfähigkeit, die einen zentralen Server nutzen. An vielen Arbeitsplätzen ist ein PC mit allen Funktionen gar nicht nötig und verbraucht, wenn er ständig läuft, unverhältnismässig viel Strom. «Ein Bildschirm und eine Tastatur würden oft genügen, heute, wo leistungsfähige Netze für die Verbindung zum zentralen Rechner zur Verfügung stehen», sagt Sun-Manager Knoepfli.

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