deZem-Depesche 2009-09
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Kennwertentwicklung für Rechenzentren
Sie wissen wahrscheinlich, dass dringend nach einem guten Energieeffizienzindikator für Rechenzentren gesucht wird? Das ist allerdings nicht so einfach wie bei einer Wasserpumpe oder einem Druckluftkompressor, die beispielsweise Strom in eine andere Energieform wandeln. Letzteres lässt sich elegant in Form eines dimensionslosen Wirkungsgrads darstellen:
Ein Rechenzentrum ähnelt einer Fabrik, in der beispielsweise der Energieeinsatz je Tonne Papier oder fertig gestelltem Auto interessiert. Aber was ist das „Produkt“ eines RZ wirklich? Geht es um ausgeführte Rechenschritte, den Daten-Traffic, den Zugriff auf Speichermedien oder andere Aspekte? Wie genau und in welcher Gewichtung?
Es bedarf hier präziser, abgewogener Maße und Messvorschriften, damit möglichst viele Rechenzentren trotz unterschiedlicher Schwerpunkten sinnvoll verglichen werden können.
Um überhaupt einen ersten Schritt zu tun, hat das GreenGrid1 die „PowerUsageEffectiveness“ (PUE) ins Gespräch gebracht.
Der Nenner steht für den Verbrauch der eigentlichen IT Geräte und der Zähler enthält zusätzlich den Verbrauch, der für den RZ Betrieb darüber hinaus erforderlichen Anlagen – insbesondere für die Klimatisierung.
Der PUE ist aber auf Dauer kein sinnvoller Indikator. Er kann nur hervor heben, wie groß ein bestimmter Anteil des „Drumherum“-Verbrauchs im RZ ist. In dem Maß, in dem dieser Zusatzverbrauch aber z.B. über die Serverracks selbst läuft, weil dort die gesamte Klimatisierung eingebaut wird, bewegt sich der PUE richtung Eins, ohne dass notwendigerweise auch nur eine kWh weniger eingesetzt wird! Schon jetzt lässt sich der PUE in jedem RZ leicht ad absurdum führen. Beispielsweise führt eine übertriebene Anhebung der Lufttemperatur im Vorlauf der Server (Kaltgang) dazu, dass die Ventilatoren in den Servern so viel schneller drehen, dass damit mehr zusätzliche Energie verbraucht wird, als die Anhebung der Einblastemperatur bei der Klimaanlage spart. Während das RZ somit mehr Energie verbraucht, sinkt der PUE, denn Zähler und Nenner dieses Quotienten gleichen sich an.
Um Fehlinvestitionen zu vermeiden, sollten sich möglichst viele Anwender und Wissenschaftler an der Suche nach dem sinnvollsten Effizienzindikator für RZs beteiligen. Diesen Prozess möchten wir praxisnah mit unseren flexiblen Methoden der Datenerfassung, visualisierung und –aufbereitung unterstützen. In unserer Software bieten wir dafür eine Plattform, die zum „Spielen“ mit Indikatoren und zum Austauschen von Erfahrungen – unmittelbar anhand der aus dem eigenen RZ aufgeschalteten Messreihen und ergänzender Theorie einlädt. Konkret möchten wir anregen, Effizienzindikatoren der folgenden Art zu testen und zu diskutieren:
Rechenschritte, Datentransport und Datenspeicherung usw. sind schließlich die eigentlichen Produkte eines Rechenzentrums. Vielleicht ergibt sich daraus etwas Brauchbares?
Oder kennen Sie Benchmarks εibench für den mindestens erforderlichen Energieeinsatz je FLOP, abgelegter Datenmenge - und für alle anderen elementaren IT-Prozesse in einem RZ? Dann lässt sich ein guter dimensionsloser „Wirkungsgrad“ η berechnen: Es werden die betreffenden Größen,- nennen wir sie flowi - jeweils mit ihrem Mindestenergieaufwand εibench multipliziert - aufaddiert und durch den tatsächlichen RZ-Energieeinsatz Egesamt geteilt:
Dieser Wirkungsgrad beschreibt den Abstand zur maximal erreichbaren Energieeffizienz, den das jeweils vermessene RZ aktuell hat. Er wird vorläufig sehr kleine Werte liefern, die aber die Messlatte für Hardwarehersteller, RZ-Planer und RZ-Betreiber darstellen. Aus dieser Gesamteffizienz lassen sich ebensogut alle „Teileffizienzen“ für jeden einzelnen IT Prozess herausisolieren.
Für den praktischen Test möglichst vieler Ansätze, die Effizienz von Rechenzentren zu messen, bieten wir unsere online-Tools an. Softwareseitig ist alles Notwendige bei deZem bereits vorbereitet (und in der produzierenden Industrie im Einsatz)! Soweit nicht bereits geschehen, schalten Sie einfach die relevanten Messreihen in Echtzeit auf, und legen sich gleich eine Reihe Indikatorkandidaten als virtuelle Zähler an (ggf. mit unterschiedlichen Gewichtungen der einzelnen Operanden im Zähler, etc.!). Wenn dabei ein Indikator entsteht, der die weitere Diskussion in der Szene deutlich prägt, dann berechnen wir Ihnen für drei Jahre keine laufenden Gebühren für unsere Dienstleistungen und Tools – egal wie groß Ihr Projekt bei deZem ist! Außerdem werden wir Sie gerne beim Überlegen unterstützen, und wir hoffen, dass sich ein möglichst reger Austausch zwischen allen aktiven Teilnehmern an diesem Vorhaben ergeben wird.
Machen Sie mit!
1Christian Belady: Green Grid Whitepaper "Metrics & Measurements", 2007.