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CeBIT Klimawandel im Computer

Wachsende Computerleistung treibt Stromkosten und CO2-Ausstoß der IT. Virtuelle Rechner sollen den Energiehunger drosseln.

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Die CeBIT 2008 zeigt GreenIT Quelle: AP

Ein Computer ohne Stromanschluss – am Massachusetts Institute of Technology im amerikanischen Cambridge wurde der Traum vom Ökorechner im vergangenen Dezember zumindest für 20 Minuten wahr. Zehn Studenten strampelten auf Trimmrädern und trieben über Dynamos einen Linux-Rechner mit 648 Mikroprozessoren an – allein mit der Kraft ihrer Muskeln. Mit der ungewöhnlichen Aktion wollte der Hersteller Sicortex auf das Strom sparende Design seiner Rechenmaschine aufmerksam machen.

Der Stromhunger aller Computer und der gesamten IT-Infrastruktur dieser Welt lässt sich mit Trimmrädern allerdings nicht stillen. Nach Schätzungen der Stanford University verbrauchten 2005 alle Rechenzentren weltweit inzwischen 120 Millionen Megawattstunden, etwa doppelt so viel wie noch fünf Jahre zuvor. Zum Vergleich: Der weltweit größte Stromfresser, die Spielerstadt Las Vegas im US-Wüstenstaat Nevada, hat einen jährlichen Stromverbrauch von 20 Millionen Megawattstunden.

Wenn nicht gegengesteuert werde, steige der Stromverbrauch der Rechenzentren bis 2010 noch mal um 50 Prozent, warnt eine alarmierende Studie des Beratungsunternehmens Gartner. 18 Großkraftwerke wären nötig, um diesen Energiehunger zu decken – mit weitreichenden Folgen fürs Klima: Zwei Prozent des weltweiten Kohlendioxidausstoßes gehen auf das Konto von Informationstechnik, errechnete die Umweltorganisation WWF im vergangenen Jahr. Die Server genannten Hochleistungscomputer in den Rechenzentren steuern gut ein Drittel bei. Kleinvieh macht dabei auch Mist: Bei jeder Suchanfrage blasen die Google-Server geschätzte vier Gramm CO2 in die Luft – und das bei mehreren Hundert Millionen Abfragen pro Tag.

Weil Stromverbrauch, Energiekosten und CO2-Ausstoß in den weltweiten Rechenzentren geradezu explodieren sind Computerhersteller und Kunden gleichermaßen aufgeschreckt – „Green IT“ ist laut den Marktforschern von Gartner derzeit Thema Nummer eins in der IT-Welt und ab kommendem Dienstag eines der großen Themen auf der Cebit. Das Thema Ökologie eignet sich sogar für Werbeaktionen: Die Deutsche Telekom wirbt auf Plakaten mit dem Slogan „Server, die Grünzeug fressen?“ für ihr mit Biogas betriebenes neues Rechenzentrum nahe München.

Das schlechte Umweltgewissen ist keineswegs der einzige Grund, warum der Stromverbrauch so schlagartig ins Bewusstsein gerückt ist. Die Branche hat vielmehr Sorge, dass den Kunden die Energiekosten für die Rechner und für deren Kühlung über den Kopf wachsen. Die EU-Studie Efficient Server hat errechnet, dass sich die Stromkosten der Rechenzentren in der EU 2006 auf sechs Milliarden Euro summierten und 2011 voraussichtlich bereits den doppelten Betrag verschlingen.

Die Kostenexplosion zeigt sich auch an anderer Stelle: Nach einer Hochrechnung des Marktforschers IDC überstiegen die Betriebskosten der Computer im vergangenen Jahr erstmals deren Anschaffungspreis. Bereits 2009 könnten die Kosten für den Betrieb eines Rechenzentrums mehr als doppelt so hoch sein wie die für die Hardware.

„Die IT befindet sich in der ökologischen und ökonomischen Zwickmühle. Einerseits muss sie leistungsfähiger werden. Das führt zu höheren CO2-Emission. Andererseits muss der CO2-Ausstoß sowohl innerhalb als auch außerhalb des Rechenzentrums reduziert werden“, so Marcus Eul, Partner bei A.T. Kearney und Experte für strategisches IT-Management, Mitte Februar bei der Vorstellung der Studie „Von Green-IT zu Green Business“.

Der Teufelskreis aus steigender Rechnerleistung und wachsendem Stromhunger wird sich in den kommenden Jahren kaum durchbrechen lassen. Umso wichtiger ist es, die vorhandenen Ressourcen möglichst effektiv einzusetzen. Und da liegt vieles im Argen. Denn bisher wird die vorhandene Infrastruktur erschreckend ineffizient genutzt: Gängige Windows-Server sind nur zu 10 bis 20 Prozent ausgelastet, bei Linux-Maschinen sind es etwa 25 Prozent.

Festplatten sind nur zu 40 Prozent gefüllt, möglich wären über 80 Prozent, doch der Wert wird selten erreicht. „Zu viele Unternehmen kaufen nach dem Motto „Eine Anwendung, ein Rechner, eine Festplatte“, weiß Rolf Kersten, Produktmanager für Server beim Computerhersteller Sun Microsystems. In den Rechenzentren stapeln sich so Hunderte Computer, die jeweils nur eine Anwendung ausführen, meist im Leerlauf sind, aber dennoch Strom verbrauchen.

„Bei uns langweilt sich kein Server“, widerspricht Jörg Hennig, Bereichsleiter Infrastruktur des Internet-Dienstleisters 1&1, Heimat eines Drittels aller deutschen Web-Seiten. Auch Hennig kennt den Wunsch vieler Kunden, ihren Web-Shop exklusiv auf einem Rechner laufen zu lassen – bei 40.000 Server-Kunden ein frommer Wunsch.

GreenIT auf der Cebit 2008 Quelle: AP

Insgesamt betrug der Energieverbrauch der 1&1-Computer im vergangenen Jahr 34 Millionen Kilowattstunden. Das entspricht dem durchschnittlichen Jahresbedarf von immerhin gut 7500 deutschen Vier-Personen-Haushalten. Immerhin werde der Strombedarf inzwischen ausschließlich aus regenerativen Energiequellen gedeckt, betont das Unternehmen.

Dabei steckt in den Maschinen ein enormes Sparpotenzial: Um die Effizienz zu steigern, bietet nicht nur 1&1 inzwischen sogenannte Shared Server an. Das sind spezielle Offerten, bei denen sich viele Tausend Kunden einen Server teilen, aber dennoch auf scheinbar getrennte Bereiche mit garantierten Rechenleistungen zugreifen. Dabei werden die Kunden so intelligent gemixt, dass die Auslastung möglichst hoch, aber dennoch nie am Limit ist.

Auf diese sogenannte Virtualisierung setzen immer mehr Hersteller von IT für Rechenzentren: Spezielle Software gaukelt den Anwendungen eine Hardware vor, die so gar nicht existiert. So lassen sich auf einem einzigen Server eine Vielzahl virtueller Computer erzeugen, auf denen sogar verschiedene Betriebssysteme laufen könnten.

Noch aber wird das Potenzial höchst ungleich genutzt: „Fast alle großen Unternehmen haben virtualisiert, im Mittelstand aber fast niemand“, weiß Wolfgang Schwab, Fachmann für IT-Wirtschaftlichkeit beim Technologieberater Experton. Dabei stoßen gerade Mittelständler schnell an die Grenzen der Anschlussleistungen oder ihres Speicherplatzes. Dennoch interessiere sich erst jeder fünfte Rechenzentrumsleiter für grüne Technologien, so eine Umfrage des Marktforschers Forrester.

„Umweltbewusstsein ist eben immer noch eine Frage des Preises – und der erscheint den Firmen zu hoch“, kritisiert deshalb Gartner-Beraterin Meike Escherich. Dabei sei Green IT ein echter Wettbewerbsvorteil. Auch Experton-Mann Schwab bestätigt: „Virtualisierung und Energie sparende IT machen sich durch geringeren Stromverbrauch schon in weniger als drei Jahren bezahlt.“

Tatsächlich lassen sich rund 80 Prozent der Server mit relativ einfachen Mitteln virtualisieren. In der Unix-Welt bieten alle Hersteller eigene Virtualisierungsprogramme an. In der Windows-Welt dominiert Platzhirsch VMware, eine Software, die Betriebssysteme wie Linux, Windows oder Solaris konfliktfrei auf einem Server laufen lässt. Dieses Jahr zieht Microsoft mit einem vergleichbaren Tool nach – gezwungen durch die Tatsache, dass Windows deutlich mehr Rechnerkapazität frisst als Linux. Schon bald sollen Programme auf den Markt kommen, welche die Zuteilung der Rechenleistung – heute oft noch Handarbeit – vollautomatisch erledigen.

„Lieber virtualisieren als alles wegschmeißen“, empfiehlt daher Tönnies von Donop, Leiter des Technologieconsultings bei der Unternehmensberatung Accenture, die Rechenzentren großer Unternehmen wie der Deutschen Bahn auf Energiediät setzt. Zuvor aber müssten die Hausaufgaben gemacht werden, mahnt von Donop: Anwendungen müssten vereinheitlicht, System-Management-Software angeschafft sowie Programme installiert werden, die etwa die Zuordnung der Betriebskosten zu Anwendungen erlaube.

„Nicht alles lässt sich virtualisieren“, warnt Frank Bellosa, Informatikprofessor an der Universität Karlsruhe. Ein Beispiel sei die Temperatur der Prozessoren, die heute eine zehnmal höhere Energiedichte haben als eine Kochplatte. Wird ein ganzer Schrank mit Servern zu heiß, regelt die Software deren Leistung pauschal herunter. Bellosa will das ändern und arbeitet daran, Prozessoren individuell zu regeln: Langfristig solle die Software Rechen-zyklen und Speicherzugriffe jedes einzelnen Prozessors zählen und optimieren.

Nicht virtualisierbar ist allerdings der CO2-Ausstoß der Menschen, die an den Rechnern arbeiten. Selbst wer meint, durch Luftanhalten und eine zweite Identität in der Internet-Welt „Second Life“ das Klima schonen zu können, irrt: Wenn die 2000 Server des Betreibers Linden Lab voll ausgelastet sind, stößt jeder virtuelle Avatar pro Jahr 120 Kilogramm CO2 aus – so viel wie ein Mensch in drei Monaten.

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