Stromverbrauch im Data Center

Die grünsten Server auf dem Prüfstand

08.05.2009 | von Johann Baumeister
Die ersten Server mit den neuen Xeon-Prozessoren von Intel (Nehalem) sind auf den Markt. Wir haben die Herstellerversprechen in Sachen Energieeffizienz und Stromverbrauch unter die Lupe genommen.

Schon in wenigen Jahren werden laut einer Gartner-Untersuchung die Kosten für die benötigte Energie der Server im Data Center die Anschaffungskosten überschreiten. Selbst ein eher kleinerer Intel-Server mit zirka 400 Watt Leistungsaufnahme verbraucht beim 7/24-Betrieb in vier Jahren zirka 15.000 Kilowatt (kW) Strom. Multipliziert mit den Kosten pro kW von beispielsweise 10 Cent ergibt das in vier Jahren 1500 Euro an Energiekosten und erreicht damit bereits heute die Anschaffungskosten von Einstiegs-Servern. Bei sinkenden Hardwarekosten und weiter steigenden Energiepreisen verschiebt sich das Verhältnis weiter. Der Blick auf die Energieeffizienz und den Stromverbrauch sollte beim Kauf künftiger Server daher selbstverständlich sein.

Für diese Untersuchung haben wir die Modelle der führenden Server-Hersteller wie Hewlett-Packard, IBM oder Dell unter die Lupe genommen. Da insbesondere im Rechenzentrum mit der RZ-Infrastruktur, den Racks oder Blade-Gehäusen und deren Kühlung weitere Aspekte hinzukommen, die sich entscheidend auf die gesamte Energiebilanz auswirken, bezogen wir uns vor allem auf Server im unteren und mittleren Leistungsbereich. Das Ziel bestand darin, diejenigen Server-Modelle der Hersteller ausfindig zu machen, die als besonders energieeffizient eingestuft werden.

Die prinzipielle Frage dabei ist, ob es überhaupt große Unterschiede zwischen den Modellen geben wird oder kann, denn im Kern basieren alle x86-Server auf der gleichen Basisarchitektur mit vergleichbaren Bausteinen. Zu diesen Basisbausteinen zählen die CPU, der Arbeitsspeicher, die IO-Kanäle, die Grafikfunktionen und die Netzwerkanbindungen. Eingebettet sind all diese Baugruppen eines Servers in das Baseboard. Die elementaren Bausteine, wie etwa CPU, Arbeitsspeicher, die zusammen bereits 60 Prozent des Stromverbrauchs ausmachen, oder Grafikfunktionen werden aber ohnehin meist von Dritten geliefert. Das Angebot an Prozessoren wird von zwei Herstellern (Intel und AMD) bestimmt. Hier hat der Serverhersteller also nur wenige Auswahlmöglichkeiten. Für andere Baugruppen, wie beispielsweise die Speichermodule, gibt es zwar ein breites Feld an Herstellern, doch müssen sich auch diese Baugruppen, damit sie kompatibel und austauschbar sind, an die Rahmenvorgaben bezüglich der Spannungen und des Stromverbrauchs halten. Somit ist der Spielraum für den Server-Hersteller auch hier gering.

Lastabhängiger Stromverbrauch

Gleichzeitig ist der Stromverbrauch heutiger Server kaum als statisch zu betrachten. Nahezu alle Komponenten weisen mittlerweile Vorkehrungen auf, um den Energieverbrauch von der Last abhängig zu machen. Die neuesten Xeon-Nehalem-Prozessoren von Intel etwa kennen 15 unterschiedliche Laststufen für den Betrieb, auch Festplatten und Lüfter werden dynamisch betrieben. Gleiches gilt für die Speicherbausteine, die Bildschirme und weitere Komponenten. Die Basis dafür wird durch die physikalischen Gesetze gebildet.

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