Energiemonitoring und Optimierung des Energiebedarfs im Rechenzentrum

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Einführung in das Thema

1.2 Ziele der Diplomarbeit

2 Grundlagen

2.1 Das Rechenzentrum und seine Infrastruktur

2.1.1 Empfehlungen, Normen und Richtlinien

2.1.2 Roh- und Innenausbau

2.1.3 Die Stromversorgung

2.1.3.1 Elektrische Energieversorgung

2.1.3.2 Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)

2.1.4 Sicherheits- und Brandmeldetechnik

2.2 IT-Technik

2.2.1 Serverschrank

2.2.2 Leistungsverbrauch der IT-Infrastruktur

2.2.3 Server

2.2.4 Storage

2.2.5 Network

2.2.6 Thin-Clients

2.3 Einsparpotentiale im Rechenzentrum

2.3.1 Klima- und Lüftungsanlage

2.3.2 Optimierung auf der IT-Ebene

2.3.2.1 Leistungsfähigere IT

2.3.2.2 Virtualisierung

2.3.2.3 Cloud Computing

2.3.2.4 Power Capping

3 Managementsysteme der IT

3.1 Kapitelaufbau

3.2 Konfigurationssoftware für die EDV-Ausstattung

3.2.1 Die Funktionalität des Programms

3.2.2 Begriffserklärung zu den Programmparametern

3.2.3 Vorstellung der drei unterschiedlichen Tools von HP

3.2.4 Praxisbeispiel anhand des HP Power Calculators

3.2.5 SPECpower_ssj2008

3.2.6 Weitere Konfigurationsprogramme

3.3 Integriertes Systemmonitoring

3.3.1 Funktionsbeschreibung

3.3.2 Herstellerabhängige Überwachung der Server

3.4 Energieüberwachungssysteme

3.4.1 Allgemeine Beschreibung

3.4.2 Messstellenverteilung

3.4.3 Vorstellung der Messgeräte nach Messstellen

3.5 Management-Software

3.5.1 Konzepte und Anforderungen

3.5.2 Kurzvorstellung ausgewählter Management-Software

3.5.3 Merkmalübersicht

4 Bewertung bestehender Messsysteme

4.1 Gegenüberstellung

4.2 Kostenvergleich für ein Demorechenzentrum

5 Lösung zur Optimierung des Energiebedarfs

5.1 Allgemeine Vorgaben des Rechenzentrums

5.2 Analyse aus klimatechnischer Sicht

5.3 Möglichkeiten der Luftmengenanpassung

6 Zusammenfassung

6.1 Allgemeine Schlussfolgerung aus der Arbeit

Zielsetzung & Themen

Diese Arbeit zielt darauf ab, bestehende Messsysteme zur Erfassung des Energieverbrauchs in Rechenzentren zu identifizieren und einer fachlichen sowie wirtschaftlichen Bewertung zu unterziehen. Durch die Analyse der Ist-Situation und den Einsatz geeigneter Überwachungstechnologien sollen konkrete Optimierungslösungen für den Energiebedarf, insbesondere unter klimatechnischen Aspekten, abgeleitet und implementiert werden.

• Analyse der Energieeffizienz-Infrastruktur im Rechenzentrum
• Einsatz von Konfigurations- und Management-Software zur Verbrauchsplanung
• Methodik der Messstellenverteilung für ein präzises Energiemonitoring
• Bewertung verschiedener Messsysteme nach Betreiberanforderungen und Kosten
• Praktische Implementierung von Luftmengenanpassungen zur Optimierung der Kühlung

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Diese Einleitung beleuchtet den steigenden Energieverbrauch in Rechenzentren sowie die Notwendigkeit von Messsystemen zur Kostensenkung.

2 Grundlagen: Hier werden die essenziellen Komponenten eines Rechenzentrums, von der Stromversorgung bis zur Klimatechnik, sowie aktuelle Einsparpotenziale dargestellt.

3 Managementsysteme der IT: Dieses Kapitel detailliert Konfigurationssoftware, Systemmonitoring und spezifische Energieüberwachungssysteme für die IT-Infrastruktur.

4 Bewertung bestehender Messsysteme: Eine vergleichende Analyse der vorgestellten Messsysteme hinsichtlich ihrer Funktionalität, Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit wird hier durchgeführt.

5 Lösung zur Optimierung des Energiebedarfs: Basierend auf einem Demorechenzentrum werden konkrete Möglichkeiten zur Luftmengenanpassung und energieeffizienten Kühlung erarbeitet.

6 Zusammenfassung: Das Fazit fasst die zentralen Erkenntnisse über die Notwendigkeit präziser Messdaten und Optimierungsprozesse zur Steigerung der Energieeffizienz zusammen.

Schlüsselwörter

Energiemonitoring, Rechenzentrum, IT-Infrastruktur, Energieeffizienz, Power Usage Effectiveness (PUE), Klimatechnik, Servervirtualisierung, Power Capping, IPMI, Messsysteme, Lastmanagement, Luftvolumenstrom, Betriebskosten, Nachhaltigkeit, Konfigurationssoftware

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Analyse, Überwachung und Optimierung des Energieverbrauchs in Rechenzentren durch den gezielten Einsatz von Monitoring-Systemen.

Welches sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?

Die Arbeit behandelt die Infrastruktur von Rechenzentren, IT-Konfigurationstools, Energiemessstellen, Management-Software sowie klimatechnische Optimierungsmaßnahmen.

Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?

Das Ziel ist es, auf dem Markt verfügbare Messsysteme zu identifizieren, diese fachlich zu bewerten und basierend darauf Optimierungslösungen zur Senkung des Energiebedarfs zu erarbeiten.

Welche wissenschaftliche Methode wird primär verwendet?

Es werden Literaturanalysen, der Vergleich technischer Spezifikationen, eigene Praxistests an Serverhardware sowie Wirtschaftlichkeitsberechnungen für verschiedene Szenarien angewandt.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in die theoretischen Grundlagen des Rechenzentrumsbetriebs, die detaillierte Vorstellung und Bewertung verschiedener Hard- und Softwarelösungen zum Monitoring sowie ein konkretes Fallbeispiel zur Optimierung.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit am besten?

Die wichtigsten Begriffe umfassen Energiemonitoring, PUE-Wert, IT-Virtualisierung, Power Capping, klimatechnische Effizienz und Messstellenverteilung.

Wie unterscheidet sich "Basic Power Capping" von "Dynamic Power Capping"?

Das Basic Power Capping agiert langsamer (Intervall alle 5-30 Sekunden) und wird über das System-BIOS gesteuert, während Dynamic Power Capping durch eine direkte Hardware-Verbindung zum Prozessor extrem schnell (<0,5 Sekunden) reagieren kann.

Welche Rolle spielt die "Kaltgangeinhausung" für die Energieeffizienz?

Durch die bauliche Abschottung wird die Vermischung von warmer Abluft und kühler Zuluft verhindert, was eine deutlich effizientere Kühlung der IT-Geräte ermöglicht und die Energieaufnahme der Klimaanlagen reduziert.

Warum ist das "Integrierte Systemmonitoring" (IPMI) so relevant für Administratoren?

IPMI ermöglicht den Fernzugriff auf Serverdaten wie Temperatur und Spannung sowie deren Steuerung, selbst wenn das Betriebssystem abgestürzt ist oder der Server ausgeschaltet wurde.