Die perfekte Kühlung für das Rechenzentrum

Direkte oder indirekte Freiluftkühlung

In puncto Kühltechniken gilt es zu unterscheiden zwischen direkter und indirekter freier Kühlung. Die direkte freie Kühlung kühlt die Rechner direkt mit der kühlen Außenluft, die indirekte freie Kühlung nutzt zusätzlich zur Wärme-/Kälteübertragung ein Wasser-Glykol-Gemisch und Wärmetauscher. Die energetischen Unterschiede zwischen reiner und indirekter Freikühlung fallen knapp aus - zumindest bei der Kühltechnik-Simulation eines Rechenzentrums der Swisscom in Zürich:

Während die simulierten Gesamt-Energieeinsparungen bei indirekter Freikühlung bei 54 bis 55 Prozent lagen, bewegten sie sich bei direkter Freikühlung im Bereich von 56 Prozent. Höhere Temperaturen am Servereingang brachten dabei nur einstellige zusätzliche Einsparungen. Der größere apparative Aufwand bei indirekter Freikühlung wurde in die Überlegungen nicht einbezogen. Beteiligt waren daran Forscher der Fachhochschule Nordwestschweiz, der Swisscom und von R+B Engineering. Die Wissenschaftler betonen, dass es sich hier um die Simulation eines individuellen Rechenzentrums handele, dass also die Ergebnisse für andere RZs durchaus anders aussehen können.

RZ-Kühlung mit Wasser in der Tür

Wasser leitet Wärme bis zu 4000-mal besser als Luft. Das machen sich immer mehr Anbieter zunutze. Beispielsweise eCube Computing: Das Unternehmen hat seine Wasserkühlungstechnologie zuerst im Rechenzentrum des Teilchenbeschleunigers CERN implementiert und jetzt in einem RZ der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH. Ein Referenzrechenzentrum befindet sich am Loewe CSC (Center for Scientific Computing) der Universität. Erfunden hat die Technologie der Firmengründer Prof. Dr. Volker Lindenstruth, der den Lehrstuhl für die Architektur von Hochleistungsrechnern an der Goethe-Uni in Frankfurt innehat. eCube kühlt mit wasserdurchströmten Wärmetauschertüren an den Racks.

"Diese Türen benötigten zunächst noch Ventilatoren, sind aber inzwischen so weit optimiert, dass sie ohne diese Ventilatoren auskommen und somit als einziges Kühlsystem im RZ verwendet werden können." Nötig sind nur noch Pumpen, die laut eCube-Geschäftsführer Alexander Hauser rund drei Prozent der Energie des gesamten RZ verbrauchen, und Kühltürme für die indirekte freie Kühlung des Wassers. Die Server im Referenzrechenzentrum werden mit 30 Grad Eingangstemperatur betrieben. Ein Doppelboden entfällt. Die Stromdichte kann bis zu 6 kW pro Kubikmeter oder 35 kW pro Rack betragen. Als PUE-Wert für das Rechenzentrum in Frankfurt gibt Hauser 1,1 an. An den Systemen müssten über die Türen hinaus keine Veränderungen vorgenommen werden.

"Die Türen sind heute mit 2200 Euro ein wenig teuer", räumt Hauser ein. Leichtere und daher auch billigere Typen seien in der Entwicklung. Außerdem entwickelt eCube ein Konzept für freistehende Rechner, wie sie bei Kollokationsrechenzentren die Regel sind.