Intelligente Gebäude- und Klimatisierungskonzepte für Rechenzentren und energieeffizientes Hosting im Rahmen eines umfassen Green-IT-Programms

Energieeffizientes Webhosting im „grünen“ Rechenzentrum von Host Europe

• Host Europe erzielt mit seinem Rechenzentrum in der Welserstraße eine 30 Prozent höhere Energieeffizienz im Vergleich zu einem Rechenzentrum herkömmlicher Bauweise.
• Host Europe nutzt die Serverwärme zur Klimatisierung seiner Büroflächen und für die Warmwasserbereitung.
• Durch die konsequente Nutzung der Kaltgang-Einhausung lassen sich Wirkungsgrade von bis zu 75 % erzielen.
• Verbesserte Serverauslastung durch den Einsatz von Virtualisierungstechnologie.
• Versorgung der Host Europe-Rechenzentren durch 100 % CO2-neutralen Strom. Host Europe vermeidet so den Ausstoß von mehr als 9.300 Tonnen CO2 pro Jahr.


Nachhaltige Nutzung von Energie durch Wärmerückgewinnung

• Intelligente Klimatechnik und Wärmenutzung – Server heizen Büroräume. Bis zu 280 MWh Energieeinsparungen jährlich.
• Studienprojekt an der RWTH Aachen zur innovativen Nutzung von Serverabwärme


Konsolidierung und Virtualisierung der IT-Infrastruktur unter dem Aspekt der Energieeffizienz

• Host Europe ist weltweit einer der größten Provider von Virtualisierungslösungen
• Wesentlich höhere Serverauslastung durch Virtuelle Server
• Host Europe nutzt energieeffiziente Server- und Intel Core-Technologien


Über Host Europe
Unser Anspruch: World Class Internet Hosting
Die Host Europe GmbH ist mit über 150.000 Unternehmens- und Privatkunden drittgrößter Anbieter von Internet-Hosting-Dienstleistungen im deutschsprachigen Markt. Host Europe bietet hochwertige Hosting-Produkte mit umfassendem technischen Support. Unternehmen schätzen die hochausfallsichere Infrastruktur ebenso wie die herausragende Kompetenz für individuelle Business-Lösungen. Aktuell beziehen bereits über 25 % aller DAX-notierten Unternehmen Leistungen von Host Europe. Am Standort Köln verfügt Host Europe über mehr als 160 Mitarbeiter und erzielte innerhalb der letzen 5 Jahre ein Umsatzwachstum von über 900 %. Host Europe wurde vom Verband der deutschen Internetwirtschaft eco e.V. als „Bester Internet Hoster 2005“ und „Bester Hostinganbieter Geschäftskunden 2007“ ausgezeichnet. 2008 erhielt die Host Europe GmbH für ihre nachhaltige Wirtschaftsweise von der Ethikbank den Förderpreis „Nachhaltiger Mittelstand“.
Mit individuellen Business-Hosting-Lösungen, dem Managed Hosting, bietet Host Europe zudem eine völlig neue Dimension von Hosting-Dienstleistungen. Denn Managed Hosting ermöglicht perfekt auf den Kundenbedarf zugeschnittene Systemlösungen, die alle notwendigen Hardware- und Softwarekomponenten inklusive umfassender technischer Service- und Support-Leistungen bereitstellen. Das garantiert ein Maximum an Systemperformance und Systemverfügbarkeit sowie hochenergieeffiziente Hosting-Lösungen zu deutlich geringeren Kosten im Vergleich zu einem Systemaufbau in Eigenregie oder Co-Location-Lösungen.




Aspekt:
I. Energieeffizientes Webhosting im „grünen“ Rechenzentrum von Host Europe

Übersicht:

1. Rechenzentrum nach neuesten technologischen und ökologischen Gesichts¬punkten für 18.000 Server
2. Energieeffizienz im Mittelpunkt der Planung
3. 30 Prozent höhere Energieeffizienz
4. Die entscheidenden Planungsaspekte bei der Realisierung
A) die Klimatisierung (48 % des Energiebedarfs) und
B) die Stromversorgung (5 % des Energiebedarfs)
C) weitere Einsparpotentiale sind z.B. Licht, Lüftung etc.

5. Wirkungsgrad von fast 75% - Die nächste Ausbaustufe des Rechenzentrums nutzt weitere Optimierungspotenziale. Konsequente Kaltgangeinhausung ermöglicht z.B. eine freie Kühlung bis zu Außentemperaturen von 17° C
6. Das Rechenzentrum von Host Europe verbindet hohe Energieeffizienz mit Wirtschaftlichkeit
7. Ökologisch und effizient durch weitsichtige Investitionen in nachhaltige Technologien
8. Stromkosteneinsparung von 500.000 EUR pro Jahr
9. Energieeffizientes Hosting auf der Basis eines umfassenden Green-IT-Programms


Aspekt: II. Nachhaltige Nutzung von Energie durch Wärmerückgewinnung

1. Intelligente Klimatechnik und Wärmenutzung – Server heizen Büroräume
Bis zu 280 MWh Energieeinsparungen jährlich.
2. Studienprojekt an der RWTH Aachen zur innovativen Nutzung von Serverabwärme


Aspekt: III. Konsolidierung und Virtualisierung der IT-Infrastruktur unter dem Aspekt der Energieeffizienz

1. Host Europe ist weltweit einer der größten Provider von Virtualisierungslösungen
2. Wesentlich höhere Serverauslastung durch Virtuelle Server
3. Host Europe nutzt energieeffiziente Server- und Intel Core-Technologien


Energieeffizientes Webhosting im „grünen“ Rechenzentrum von Host Europe


1. Rechenzentrum nach neuesten technologischen und ökologischen Gesichts¬punkten für 18.000 Server
Nach einer Bauzeit von nur sieben Monaten hat die Host Europe GmbH im Sommer 2007 ihr neues Rechen¬zentrum in Betrieb genommen. Das Rechenzentrum am Standort Köln hat eine Grundfläche von 2.500 qm und bietet Platz für rund 18.000 Server. Host Europe hat das Rechenzentrum nach neuesten technologischen und ökologischen Gesichts¬punkten errichtet.

2. Energieeffizienz im Mittelpunkt der Planung
Als eines der ersten Unternehmen in der IT-Branche hat Host Europe beim Bau des Kölner Rechenzentrums die Energieeffizienz als Maxime in den Mittelpunkt seiner Planungen gerückt. Mit dieser Prämisse machte sich Host Europe gemeinsam mit dem Ingenieurbüro P&P Bau- und Ingenieur GmbH aus Dresden an die Auswahl der geeigneten Spezialisten für die verschiedenen Gewerke Hochbau (Gebäudehülle), Strom (gesamte Elektrik, USV, Diesel Generator, Transformatoren), Klima (Klimaschränke, Pumpen, Rückkühler), Löschtechnik (Verrohrung, Löschgas etc.), Gebäudemeldetechnik (Türen, Ablesemöglichkeiten der Geräte) und wählte Serverhardware (Dell) und Netzteile aus.

3. 30 Prozent höhere Energieeffizienz
Im Vergleich zu Rechenzentren herkömmlicher Bauweise erzielt das „grüne“ Rechenzentrum von Host Europe eine bis zu 30 Prozent höhere Energieeffizienz.



4. Die entscheidenden Planungsaspekte bei der Realisierung


Die entscheidenden Planungsaspekte bei der Realisierung eines energieeffizienten Rechenzentrums aus baulicher Sicht waren:
A) die Klimatisierung (48 % des Energiebedarfs) und
B) die Stromversorgung (5 % des Energiebedarfs)
C) weitere Einsparpotentiale sind z.B. Licht, Lüftung etc.



A) Optimierte Klimatisierung

• Kalte und warme Gänge steuern die Luftströmung
• Freie Kühlung reduziert den Energiebedarf um bis zu 33 % (z.B. KW 37: 610 KW; KW 40: 500 KW)
• Der Einsatz stufenlos regulierbarer EC-Ventilatoren senkt den Verbrauch nochmals um 22 %
• Ein hoher Doppelboden und die Verkabelung oberhalb der Server-Racks sorgen für beste Luftzirkulation
• Durch die optimale Positionierung der Klimaschränke im Rechenzentrum ließ sich die Energieeffizienz nochmals verbessern


B) Optimierte Stromversorgung

• Die Stromversorgung des Rechenzentrums wurde auf den geplanten Endausbau hin konzipiert und dimensioniert
• Als entscheidender Faktor erweist sich die sinnvolle Auslastung der USV-Anlagen (bei 75 % Auslastung beträgt die Effizienz 96 %; während sich die Effizienz bei 25 % Auslastung auf 91 % reduziert).
• Das größte Sparpotential ergibt sich bei den Servernetzteilen! Durch den Einsatz von Deltawandler USV Technik lassen sich z.B. bis zu 60 % Verlustleistung einsparen! Liegt die Energieverlustrate bei Doppelwandler USV bei 75 % Last durchschnittlich zwischen 6,5% und 10%, so reduziert sich diese durch den Einsatz von Deltawandlern USV auf weniger als 4%. Daraus ergibt sich eine Ersparnis pro Raum (900 KW) von ca. 22 – 54 KW oder 250 t CO2. Legt man die derzeitigen Energiepreise zu Grunde, so entspricht das einer Gesamtsumme von ca. 500.000 EUR.

C) Weitere bauliche Voraussetzungen für ein energieeffizientes Rechenzentrum

• Höchstmögliche Effizienz erfordert einen großen Flächenbedarf. Als Faustformel gilt: Pro m2 Rechenzentrumsfläche benötigt man ca. 0,5 qm Technikfläche sowie ca. 0,25 qm freistehende Außenfläche für die freie Kühlung (z.B. Dach, Grünflächen etc.)
• Ist die Fläche des Rechenzentrums kleiner als 500 qm, fallen die Verhältnisse deutlich ungünstiger aus!


5. Wirkungsgrad von fast 75 % - Die nächste Ausbaustufe des Rechenzentrums nutzt konsequent weitere Optimierungspotenziale
Bis Ende April 2009 realisiert Host Europe den zweiten Bauabschnitt für 280 neue Serverracks im Rechenzentrum in der Welserstraße. Um einen Wirkungsgrad (DCiE) von fast 75 % zu erreichen, forciert Host Europe dabei die Trennung von kalten und warmen Gängen durch bauliche Maßnahmen und wird im neuen Bauabschnitt konsequent die Kaltgang-Einhausung durchführen.
Durch eine konsequente Einhausung der kalten Gänge, inklusive der Verblendung der einzelnen Racks wird die Erhöhung der Ansaugtemperatur bei den Klimaanlagen auf ca. 30-32° C ermöglicht, hierdurch kann die indirekte, freie Kühlung bis zu Außentemperaturen von 17° C genutzt werden wodurch das Rechenzentrum wiederum an die ca. >6000 Stunden im Jahr ohne Einsatz jeglicher mechanischer Kühlung betrieben werden kann. Weiterhin führt die konsequente Einhausung zu konstanten Temperaturen vor den jeweiligen Racks (das t sinkt von 5-6°C auf 1-2°C). Diese Anpassung der Temperatur reduziert die Drehzahl der Serverventilatoren. Eine Anhebung der Ansaugtemperatur führt weiterhin zu einer Erhöhung der Redundanz und Steigerung der Effizienz einzelner Klimaanlagen. Durch eine gleichmäßige Auslastung der vorhandenen Klimageräten zzgl. einer gesteigerten Effizienz können die Drehzahlen der Lüfter in den Klimaschränken ebenfalls reduziert werden. Da die elektrische Arbeit für Ventilatoren in der dritten Potenz zu der Drehzahl steht. D.h.: bei einer Halbierung der Drehzahl wird nur noch 1/8 der elektrischen Arbeit benötigt.

6. Das Rechenzentrum von Host Europe verbindet hohe Energieeffizienz mit Wirtschaftlichkeit
Host Europe verfolgte mit dem Rechenzentrum in der Welserstraße einen ganzheitlichen Ansatz: Das Ziel ist, eine möglichst hohe Energieeffizienz zu erzielen ohne dabei die Gesamtkosten aus den Augen zu verlieren. So wurde bei der Diskussion der Einzelmaßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz stets zwischen den zusätzlichen Kosten, der Machbarkeit innerhalb des Zeitplans, der Ausgereiftheit der Lösung und dem ROI abgewogen. Realisiert wurde beispielsweise eine Gebäude-Isolation gemäß novellierter Wärmeschutzverordnung EnEV 2007.

7. Ökologisch und effizient durch weitsichtige Investitionen in nachhaltige Technologien
Host Europe zeigt, dass es möglich ist, Rechenzentren zu bauen, deren Energieeffizienz – bei gleicher Verfügbarkeit der Infrastruktur – um 30 % höher liegt als bei traditionell gebauten Rechenzentren. In der gesamten Bausumme schlagen die Mehrkosten zur Erhöhung der Energieeffizient mit 15 – 20 % zu Buche. Durch geringere Energiekosten amortisieren sich diese zusätzlichen Kosten bei einer Vollauslastung des Rechenzentrums mit 18.000 Servern in etwa zweieinhalb Jahren.

8. Stromkosteneinsparung von 500.000 EUR pro Jahr
Bereits heute senkt die Nutzung des Rechenzentrums mit derzeit 8.000 Servern die Stromkosten um 500.000 EUR pro Jahr.
Angesichts kontinuierlich steigender Strom- und Energiepreise, die ja einen beträchtlichen Anteil an den Gesamtkosten eines Rechenzentrumsbetriebs verursachen, steigert das "grüne" Rechenzentrum auch die Wettbewerbsfähigkeit von Host Europe. Host Europe leistet mit dem Neubau zudem einen wichtigen Beitrag zum aktuellen Diskurs über Energie-Einsparungspotenziale in Rechenzentren und reiht sich damit ein in das Engagement prominenter Technologieunternehmen wie Dell und IBM.

9. Energieeffizientes Hosting auf der Basis eines umfassenden Green-IT-Programms
Mit dem Bau des neuen energieeffizienten Rechenzentrums hat Host Europe einen entscheidenden Schritt im Rahmen seines ambitionierten Green-IT-Programms vollzogen. Dieses Programm ist vierstufig angelegt:
1.Stufe: Das energieeffiziente Rechenzentrum in der Welserstraße
2.Stufe: Der forcierte Einsatz energieeffizienter Servertechnologien
3.Stufe: Eine verbesserte Serverauslastung durch den Einsatz von Virtualisierungstechnologie
4.Stufe: Die Versorgung der Host Europe-Rechenzentren durch CO2-neutralen Strom (seit 05/ 2008)

Stufe 1: Das energieeffiziente Rechenzentrum in der Welserstraße
Mit der Inbetriebnahme des Rechenzentrums in der Welserstraße verbindet Host Europe die Zielsetzung, alle Hosting-Systeme auf der Basis einer hochenergieeffizienten Infrastruktur zu betreiben.

Stufe 2: Der forcierte Einsatz energieeffizienter Servertechnologien
Insbesondere durch den Einsatz von Intel® Core™-Technologie und den darauf basierenden Intel® Xeon™-Prozessoren für Zwei-Wege-Serversysteme lassen sich sowohl die Prozessorleistung als auch die Energieeffizienz deutlich optimieren. Host Europe forciert daher den Einsatz energieeffizienter Qualitätsservertechnologien von Dell mit der neuesten, Strom sparenden Chip-Technologie von Intel.

Stufe 3: Verbesserte Serverauslastung durch den Einsatz von Virtualisierungstechnologie
Host Europe ist mit über 20.000 virtuellen Servern einer der größten Provider von Virtualisierungslösungen weltweit. Virtualisierung ermöglicht eine wesentlich bessere Energieeffizienz und damit Energieeinsparungen im hohen zweistelligen Prozentbereich. Während die Prozessorlast bei einem nicht virtualisierten Server selten mehr als 15 Prozent erreicht, lässt sich die Auslastung eines Servers mit Virtualisierungstechnik auf 60 bis 80 Prozent steigern – bei praktisch gleichem Stromverbrauch.
Host Europe bietet Unternehmens- und Privatkunden virtualisierte Hostinglösungen für unterschiedlichste Anforderungen:
• Virtual Server auf Basis der Containervirtualisierung Parallels Virtuozzo
• WebPack® Pro-Produkte auf Basis der Paravirtualisierungslösung XEN
• High-End-Business- und Hochverfügbarkeitslösungen auf Basis von VMware ESX Servern und Microsoft Hyper-V


Stufe 4: Die Versorgung der Host Europe-Rechenzentren durch CO2-neutralen Strom (seit 05/ 2008)

Host Europe schaltet um auf „grünen2 Strom. Seit 05/2009 bezieht Host Europe ausschließlich regenerativ erzeugten Strom und vermeidet dadurch den Ausstoß von jährlich rund 9.300 Tonnen CO2.
Die Elektrizität für Host Europe wird mittels Wasserkraftwerken in Norwegen produziert und in das Europäische Verbundnetz eingespeist. Die Zertifizierung der „grünen“ Elektrizität erfolgt nach dem internationalen Standard RECS (Renewable Energy Certificate System). Host Europe betreibt für seine Kunden mehr als 8.000 Server, die im Jahr bis zu 15.000 MWh Strom verbrauchen.

Nachhaltige Nutzung von Energie durch Wärmerückgewinnung

1. Intelligente Klimatechnik und Wärmenutzung – Server heizen Büroräume
Host Europe erzielt ein weiteres Energiesparplus durch die intelligente Nutzung der Abwärme der Server. Die Abwärme der Server wird im Winter zum Heizen und im Sommer zum Kühlen der 2.500 qm großen Bürofläche genutzt, die sich über dem neuen Rechenzentrum befinden, sowie zur Warmwasserversorgung.
Für optimale Kühlkreisläufe sorgt das Prinzip der „kalten/warmen Gänge“: In einem „kalten Gang“ wird die abgekühlte Luft von den Klimageräten durch Lochrasterplatten abgegeben und von den Servern über die Front angesaugt. Die durch die Server aufgeheizte Luft wird anschließend in einen „warmen Gang“ abgegeben und vom Klimagerät zur weiteren Nutzung abgesaugt.
Durch die intelligente Nutzung der Serverabwärme für die Klimatisierung der Büroräume lassen sich jährlich bis zu 280 MWh Strom einsparen.

2. Studienprojekt an der RWTH Aachen zur innovativen Nutzung von Serverabwärme
Host Europe unterstreicht seine Vorreiterrolle bei der Suche nach innovativen Lösungen zur Steigerung der Energieeffizienz in Rechenzentren und unterstützt das Hochschulprojekt an der RWTH Aachen zur Nutzung von Serverabwärme.
Die steigende Nutzung des Internets erfordert eine immer größere Rechenleistung, die überwiegend von großen Serverfarmen erbracht wird. Deren Energiebedarf übersteigt mittlerweile den des internationalen Flugverkehrs. Bis zu 60 % der eingesetzten elektrischen Energie wird für die Kühlung der Rechner aufgewendet – und verpufft in der Regel ungenutzt als Abwärme. Die RWTH Aachen hat sich mit Unterstützung von Host Europe dem Thema angenommen und im Rahmen des Architekturhauptstudiums ein Studienprojekt zum Thema „Serverfarming“ initiiert. Das Ziel war die Entwicklung innovativer Formen für die Nutzung von Serverabwärme. Anstatt die Serverfarmen wie bisher in abgelegenen Gebäuden zu verstecken, waren die Studenten aufgefordert, die unvermeidliche Abwärme räumlich erfahrbar zu machen und neue hybride Nutzungsszenarien zu entwickeln. Herausgekommen sind visionäre Konzepte, die der gesamten Branche neue Impulse geben können. Gewinner des Wettbewerbes war der Entwurf von Michael Backes, der eine Serverfarm mit Wohnungsmodulen zu einer architektonischen Einheit verschmolzen hat. Die Abwärme der Server wird in seinem Entwurf zu Heizzwecken genutzt. Durch den Wegfall der Heizkosten kann die Wohnfläche in seinem Entwurf bei gleichen Kosten um knapp 17 Prozent vergrößert werden. Die vorgeschlagene Gebäudeform orientiert sich konsequent an der Geometrie von Kühltürmen. Dadurch kann die Abwärme sogar im Sommer genutzt werden zur Kühlung und Belüftung der Serverfarm und der Wohneinheiten.


Konsolidierung und Virtualisierung der IT-Infrastruktur unter dem Aspekt der Energieeffizienz

1. Host Europe ist weltweit einer der größten Provider von Virtualisierungslösungen
Mit über 20.000 virtuellen Servern ist Host Europe einer der größten Provider von Virtualisierungslösungen weltweit. Virtualisierung ermöglicht eine wesentlich bessere Energieeffizienz und damit Energieeinsparungen im hohen zweistelligen Prozentbereich. Während die Prozessorlast bei einem nicht virtualisierten Server selten mehr als 15 Prozent erreicht, lässt sich die Auslastung eines Servers mit Virtualisierungstechnik auf 60 bis 80 Prozent steigern – bei praktisch gleichem Stromverbrauch.

2. Wesentlich höhere Serverauslastung durch Virtuelle Server
Host Europe bietet Unternehmens- und Privatkunden virtualisierte Hosting-Lösungen für unterschiedlichste Anforderungen:
• Virtual Server
• WebPack® Pro-Produkte, die Kombination aus Webhosting-Paket und Dedicated Server
• High-End-Business- und Hochverfügbarkeitslösungen auf Basis von VMware ESX Servern
Da bei einem Virtual Server z.B. bis zu 20 Kunden auf einen Hostserver zugreifen können, lässt sich in der Regel eine wesentlich höhere Auslastung und damit eine um ein Vielfaches verbesserte Energieeffizienz erreichen. Die Produktfamilie Virtual Server 3.0 von Host Europe bietet kleinen Unternehmen und anspruchsvollen Privatanwendern zudem eine ganze Reihe neuer Sicherheitsfunktionen, zusätzliche Speicherkapazitäten sowie bessere Performance durch mehr dynamischen Arbeitsspeicher (RAM). Alle Virtual Server-Angebote sind wahlweise mit den Betriebssystemen Linux (Virtual Server 3.0 Linux L/XL/XXL/MAX) oder Windows Server 2003 (Virtual Server 3.0 Windows L/XL/XXL/MAX) erhältlich.

3. Host Europe nutzt energieeffiziente Server- und Intel Core-Technologien
Host Europe forciert den Einsatz energieeffizienter Servertechnologien, wie z.B. die Strom sparende Chip-Technologie von Intel. Aufgrund der engen Kooperation mit Intel profitieren Host Europe frühzeitig von innovativen Produktentwicklungen und setzen für seine Serverhosting-Produkte auf Intel. Insbesondere durch den Einsatz von Intel® Core™-Technologie und den darauf basierenden Intel® Xeon™-Prozessoren für Zwei-Wege-Serversysteme ließ sich sowohl die Prozessorleistung als auch die Energieeffizienz der Server von Host Europe deutlich optimieren.