Um Ihren Chatverlauf zu speichern, verbraucht das Rechenzentrum im Jahr so ​​viel Strom wie zweieinhalb Drei-Schluchten-Wasserkraftwerke!

Prüfungsexperte: Ji Hongzeng

Doktorand in Energietechnik und Technischer Thermophysik, Beijing Institute of Technology

Vor einiger Zeit wurde ein Vorfall zu einem heißen Thema, bei dem viele Internetnutzer aufgrund eines Serverausfalls keine Videos ansehen konnten, und dieser Vorfall führte dazu, dass sich die Leute Sorgen um die Datensicherheit machten.

Daten sind uns nicht fremd. Was nimmt normalerweise den meisten Speicherplatz auf Ihrem Mobiltelefon ein? Natürlich handelt es sich dabei um Daten aller Art. Ob es sich nun um Daten handelt, die durch das tägliche Durchsuchen verschiedener Apps oder das Durchsuchen einer großen Anzahl von Bildern, Videos oder sogar Chat-Informationen mit Freunden generiert werden ... das sind zweifellos Daten.

Wissen Sie, wie viel Strom das Speichern unserer täglichen Chat-Aufzeichnungen verbraucht? In dieser Informationsgesellschaft können wir nicht ohne Daten aller Art leben. Um unsere Produktion und unser Leben zu erleichtern, sind um uns herum zahlreiche Rechenzentren versteckt. Statistiken zufolge machen Chinas Rechenzentren etwa 2 % des gesamten Stromverbrauchs des Landes aus und verbrauchen jährlich eine Strommenge, die der von zweieinhalb Drei-Schluchten-Wasserkraftwerken entspricht.

Was genau ist die Rolle eines Rechenzentrums? Ein Rechenzentrum ist ein dediziertes Netzwerk aus Hardwaregeräten, auch Informationszentrum genannt. Es dient der Übertragung, Beschleunigung, Anzeige, Berechnung und Speicherung von Dateninformationen in der Internet-Infrastruktur.

Quelle: Baidu Enzyklopädie

Die Entstehung von Informationszentren ermöglicht es den Menschen, von der realen Welt aus in die unwirkliche virtuelle Welt einzutreten. Es integriert nach und nach verschiedene Arten von Netzwerkverbindungen in die Infrastruktur der heutigen Gesellschaft, was sich auf viele Branchen wie ein zweischneidiges Schwert auswirkt und sowohl gute als auch schlechte Folgen hat.

Warum verbraucht es so viel Strom? Als physischer Eckpfeiler des Netzwerks waren Rechenzentren in der Öffentlichkeit schon immer ein relativ unbekanntes Thema. Für den Aufbau von Rechenzentren sind eine Umgebung, Hardwareausrüstung, Basissoftware und eine Anwendungsunterstützungsplattform erforderlich. Zur Hardwareausstattung gehören hauptsächlich Netzwerkgeräte, Netzwerksicherheitsserver, Speichergeräte, Notfallwiederherstellung usw. Neben herkömmlichen Rechenzentren gibt es weltweit auch sehr große Rechenzentren. Sie verfügen in der Regel über Zehntausende bis Hunderttausende Server, nehmen eine große Fläche ein und verbrauchen erstaunliche Mengen an Strom.

Quelle: Tianji.com

Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass der Großteil des weltweiten Energieverbrauchs immer noch auf große Rechenzentren entfällt. Rechenzentren sind riesige Maschinen, die enorme Mengen Strom verbrauchen. Laut dem Weißbuch zum aktuellen Stand des Energieverbrauchs in Chinas Rechenzentren erreichte der Stromverbrauch von Rechenzentren im Jahr 2015 100 Milliarden kWh und der jährliche Stromverbrauch überstieg 1,5 % des Stromverbrauchs des Landes. In den Vereinigten Staaten erreichte der gesamte Stromverbrauch im Jahr 2013 unglaubliche 91 Milliarden Kilowattstunden. Umfragen zufolge belief sich der gesamte jährliche Stromverbrauch der chinesischen Rechenzentren im Jahr 2020 auf 138 Milliarden Kilowattstunden. Allein die Stromrechnungen machten 60–70 % der Gesamtbetriebskosten des gesamten Rechenzentrums aus, wovon 40 % auf den Energieverbrauch der Klimaanlagen entfielen.

Quelle: pixabay

So wie unsere PCs Lüfter zur Kühlung der CPU verwenden, können die Kühlmaßnahmen für unzählige Server insgesamt nicht ignoriert werden. Nehmen wir die Computerräume meines Landes als Beispiel: Ende 2019 betrug die Anzahl der Geräteracks in den Rechenzentren meines Landes 2,658 Millionen, was einem Anstieg von 28,7 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Dies ist eine einfache Statistik ohne im Bau befindliche Rechenzentren. Die Stromverteilung in Chinas Computerräumen macht den größten Teil der Stromverteilung des Landes aus, und IT-Geräte sowie Kühlung und Temperaturregelung machen normalerweise 85 % des gesamten Energieverbrauchs von Rechenzentren aus. Bei den IT-Geräten verbrauchen Serversysteme und Speichersysteme etwa 50 % bzw. 35 % des Stroms. Aus den obigen Daten ist ersichtlich, dass die Regelung der Kühltemperatur und der Betrieb des Computerraums die Hauptfaktoren sind, die den Energieverbrauch von Rechenzentren beeinflussen.

Hinzu kommt der Energieverbrauch weiterer Elektrogeräte im Computerraum. Auch der Energieverbrauch für Beleuchtung und Brandschutz zählt zu den Energiekillern des Rechenzentrums.

Wie können wir den Stromverbrauch von Rechenzentren reduzieren? Mit der zunehmenden Beschleunigung der Rechenzentrumsgeneration nimmt auch die Serverdichte im Computerraum allmählich zu und die Reduzierung des Energieverbrauchs und der Wärmeableitung wird zur obersten Priorität. Die Energieeinsparung in Rechenzentren sollte unter Berücksichtigung vieler Aspekte erfolgen: Gebäudestandort und -umgebung, Luftstrom und Klimaanlage, Einsparung grüner Energie, IT-Ausrüstung usw.

Bereits 2018 simulierte Microsoft Center den Bau eines intelligenten Rechenzentrums auf dem Meeresboden, das Hunderte von Metern unter dem Meeresboden autark arbeiten könnte. Zudem löste es ein großes Problem, das die Entwicklung des Unternehmens behindert hatte: die hohen Kosten für die Klimatisierung.

Solche Rechenzentren haben den großen Internetgiganten große Inspiration für die Nutzung natürlicher Ressourcen auf umweltfreundliche, energieeffiziente und kostensparende Weise gegeben. Das auf zwei Berggipfeln errichtete Tencent Gui'an Qixing Data Center beispielsweise beherbergt über 300.000 Disaster-Recovery-Server und verfügt über eine Arbeitsfläche von mehr als vier Standard-Fußballfeldern. Tencent erklärte, dass durch den Bau eines Rechenzentrums in einer solchen Umgebung nicht nur die Auswirkungen der Außenluft auf die Geräte verhindert werden könnten, sondern dass durch die spezielle Struktur der Höhle auch eine riesige natürliche Klimaanlage zur Wärmeableitung für das Zentrum geschaffen werden könne.

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Neben der Einsparung von Ökostrom bei der Kühlung, die am meisten Energie verbraucht, gibt es noch weitere Möglichkeiten, in Rechenzentren Energie zu sparen:

1. Servervirtualisierung

Mithilfe der Virtualisierungstechnologie kann ein physischer Server mehrere virtuelle Hosts verwalten, mehrere Server können Rechenressourcen gemeinsam nutzen und die Serverlasten anpassen, um die Ressourcen optimal zu nutzen. Dies reduziert den Kohlendioxidausstoß, die Wärmeproduktion, macht das Geschäft umweltfreundlicher und verbessert die Verwaltungs- und Betriebseffizienz.

2. Moderne Kühlmethoden nutzen

Das HVAC-System ist normalerweise eines der Hauptstromversorgungssysteme im Rechenzentrum, die Klimaanlage kann jedoch nur in einem kleinen Bereich effizient arbeiten. In großen Rechenzentren ist es nicht optimal und effizient. Durch den Austausch herkömmlicher Geräte durch modernere und effizientere Kühlkomponenten kann viel Strom gespart werden.

3. Reorganisation des Informationszentrums

Durch die Neuorganisation des physischen Standorts der Server des Informationszentrums, beispielsweise durch die Konfiguration von Kühl- und Wärmeaustauschkanälen, kann die Belastung des Systems besser reduziert werden.

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4. Transformator-Upgrade

Die Wechselstromversorgung des Informationszentrums erfordert den Einsatz eines Transformators, der ebenfalls viel Energie verbraucht. Durch eine Modernisierung kann der Stromverbrauch gesenkt werden.

5. Serverchips auf stromsparende Produkte umrüsten

6. Führen Sie ein Software-Screening durch

Es macht keinen Sinn, unnötige Server laufen zu lassen. Durch den Einsatz von Software zur Überwachung der laufenden Server können unnötige Vorgänge reduziert und so der Energieverbrauch gesenkt werden.

7. Kühltemperatur erhöhen

Durch Erhöhen der Kühltemperatur innerhalb des empfohlenen Bereichs kann der Energieverbrauch gesenkt werden.