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    Vorgefertigte Rechenzentren als globaler Trend

    Die digitale Wirtschaft entwickelt sich weiter und umfasst zunehmend eine Vielzahl von Technologien wie Cloud Computing, mobiles Internet, Internet der Dinge, Big Data und mehr. Dies führt dazu, dass die Anbieter von Rechenzentren und deren Benutzer fortlaufend größere Investitionen in den Bau und die Dienste der Rechenzentren tätigen müssen. Mit den Anforderungen an die Anwendungsmöglichkeiten hat sich auch die Errichtung von Rechenzentren weiterentwickelt.

    Dabei nehmen die USA global weiterhin eine führende Position bei Produkten, Technologien, Standards und mehr ein. Im Jahr 2016 erreichten die IT-Investitionen für Rechenzentren in den USA einen Wert von 84,2 Milliarden USD, was 40,4% des weltweiten Markts entspricht. Nach den aktuellen Daten des im Bereich Immobilien tätigen Forschungsunternehmens CBRE lagen die Investitionen in den Bau von unternehmenseigenen Rechenzentren in den USA im Jahr 2017 bei 18,2 Milliarden USD. Die Summe der letzten drei Jahre wird Ende des Jahres voraussichtlich noch übertroffen. Unterdessen war bei den Rechenzentren in Europa im Jahr 2016 ein stabiles Wachstum auf 36,5 Milliarden USD zu verzeichnen, was einem Anstieg von 27% gegenüber dem Vorjahr und einem Anteil von 17,5% des Weltmarktes entspricht. Andrew Jey, Geschäftsführer von CBRE (Data Center Solutions), sagte: „Im Jahr 2017 erreicht die Kapazität der europäischen Rechenzentren ein Wachstum von mindestens 100 MW. Das ist ein Rekord, was die rasante Entwicklung von Rechenzentren betrifft.“ Die Region Asien-Pazifik sticht auf dem globalen Markt für Rechenzentren ebenfalls hervor. Dort stiegen die Investitionen um 13,3% im Vergleich zum Vorjahr, und zwar um 52 Milliarden USD (Japan ausgenommen). Aufgrund seiner rasanten Entwicklung nimmt der chinesische Markt eine zentrale Rolle bei der Förderung des Wachstums von Rechenzentren in der Region Asien-Pazifik ein. Neue Technologien und Anwendungsmöglichkeiten wie Big Data, vertreten durch das Internet, Cloud Computing, das Internet der Dinge und mehr, führen fortwährend zu Veränderungen, Innovationen und zum Wachstum von Unternehmen und Branchen. Wie die von CCID CONSULTING bereitgestellten Daten zeigen, stiegen die IT-Investitionen für Rechenzentren in China im Jahr 2016 auf 208 Milliarden USD, was einem Anstieg von 9,1% gegenüber dem gleichen Zeitraum im Vorjahr entspricht.

    Globale Investitionen in Rechenzentren

    Datenquelle: CCID CONSULTING, Februar 2017

     

    ÄLTERE RECHENZENTREN KÖNNEN DEN NEUEN ANFORDERUNGEN NICHT GERECHT WERDEN

    Aufgrund der wirtschaftlichen Entwicklung und des Markteinsatzes ergab sich jüngst ein quantitativer und qualitativer Bedarf, der zum rasanten Bau von Rechenzentren führt. Heute zeigen sich bei älteren Rechenzentren allmählich die (unten aufgeführten) Nachteile, denn sie können den entstehenden Anforderungen nicht mehr gerecht werden.

    1. Lange Bauphasen und unzureichende Flexibilität
      Der Bau eines veralteten Rechenzentrums dauert häufig 12 bis 18 Monate oder sogar noch länger. Zu den dabei auftretenden Problemen zählen unter anderem Veränderungen am Design, die Koordinierung der Engineering-Schnittstellen, die Analyse von Kommunikationsprotokollen und mehr, was zu Unterschieden zwischen den letztlich gelieferten fertigen Produkten und den vorab erstellten Modellen führt. Durch die längere Bauphase ergeben sich Verzögerungen in Bezug auf die mit den Rechenzentren erzielten Gewinne. Außerdem bleiben die fertigen Rechenzentren möglicherweise hinter der Marktentwicklung zurück, sodass sich die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens verschlechtert.

      Die Kapazität von älteren Rechenzentren zu erweitern, gestaltet sich durchaus schwierig, und sich an Veränderungen bei den Marktanforderungen anzupassen, ist nicht leicht.

    2. Schwierigkeiten bei der Erhöhung der Leistungsdichte
      Im Zeitalter von Big Data entwickelt sich die Informationsübertragung von Wörtern über Bilder zu Videos, wodurch das Datenvolumen exponentiell ansteigt. Im Zeitalter des Internets der Dinge generiert ein selbstfahrendes Auto täglich ein Datenvolumen von bis zu 4 TB, ein intelligenter Hersteller bis zu 1 PB und ein Cloud-Anbieter für Videos bis zu 750 PB. Durch diese Anwendungsmöglichkeiten wird enormer Druck auf die Infrastruktur von Rechenzentren ausgeübt. Dennoch können die Flächen zum Bau von Rechenzentren mit der industriellen Entwicklung der Hochleistungsbauweise und einer hohen Baudichte nicht endlos erweitert werden. Ältere Rechenzentren nutzen normalerweise RoomCool-Fallstromsysteme oder eine einfache Kaltgangeinhausung, sodass die Anforderungen einer hohen Leistungsdichte nur schwer erfüllt werden können.

    3. Kostenfaktor
      Die hohen Kosten bestehen hauptsächlich aus einer großen Investition zu Beginn der Bauphase, also ist ein entsprechendes Projekt vor allem in der frühen Phase kostspielig. Ein geringes Geschäftsvolumen führt außerdem zu einer geringeren Auslastung und Effizienz der Rechenzentren bei höherem Energieverbrauch. Die Bau-, Verwaltungs- und Wartungskosten sowie die indirekten Kosten, die sich aufgrund einer längeren Bauphase und somit verzögerten Gewinnen ergeben, tragen zu höheren Gesamtbetriebskosten (total cost of ownership, TCO) bei.

    4. Wartung und Verwaltung gestalten sich schwierig
      Nicht aufeinander abgestimmte Geräte von unterschiedlichen Herstellern, uneinheitliche Schnittstellen und Protokolle sowie die manuellen Anpassungen im Zuge der Bauphase erschweren die Wartung und Verwaltung von älteren Rechenzentren, kosten Zeit und Geld.

     

    VORGEFERTIGTE MODULARE RECHENZENTREN LÄUTEN EINE REVOLUTION EIN

    Ein vorgefertigtes modulares Rechenzentrum ist ein Rechenzentrum, bei dem die Infrastruktureinheiten gemäß den Projektanforderungen in der Fabrik zusammengesetzt und vor Ort zum unmittelbaren Einsatz wieder zusammengebaut werden. Es handelt sich um eine vorgefertigte und standardisierte Lösung mit einem hohen Maß an Systemintegration. Die zusammengebauten, fertigen Produkte und die dafür benötigten Infrastruktureinheiten stellen unabhängige Module dar und verfügen über eine modulare Funktionalität, sind unabhängig, kombinierbar sowie austauschbar.

    Ein Container-Rechenzentrum ist ein gutes Beispiel für ein vorgefertigtes modulares Rechenzentrum, dessen Infrastruktur in einem oder mehreren 6 oder 12 Meter großen Containern untergebracht ist. Diese sind einfach zu handhaben, beweglich, erweiterbar sowie austauschbar sind und lassen sich leicht aufstellen. Ohne Einschränkungen durch die natürliche Umgebung können sie auf Militärbasen, in Erzförderanlagen oder auf Hochseeforschungsschiffen sowie in abgelegenen Regionen oder zur Notfallwiederherstellung eingesetzt werden. Container-Rechenzentren weisen im Vergleich zu klassischen Rechenzentren eine sechsmal höhere Leistungsfähigkeit und Leistungsdichte auf, aber die Baukosten belaufen sich nicht einmal auf die Hälfte.

    Das modulare Rechenzentrum ist aus dem Container-Rechenzentrum hervorgegangen. Bei Einsatz im Innenbereich können die Schutzabdeckungen oder der Container des Rechenzentrums entfernt werden. Die Vorteile des Container-Rechenzentrums bleiben dabei erhalten.

    Das Container-Rechenzentrum und das modulare Rechenzentrum sind ein typisches, aber nicht das einzige Beispiel für vorgefertigte modulare Rechenzentren. Auch andere Rechenzentren, die auf Grundlage einer kundenspezifischen Infrastruktur wieder zusammengebaut wurden, können als vorgefertigte modulare Rechenzentren bezeichnet werden.

    Vorgefertigte modulare Rechenzentren haben beim Bau von Rechenzentren zu einer Revolution geführt. Dies zeigt sich vor allem aufgrund der folgenden Aspekte:

    1. Komplettlösung ohne Zonen
      Im Gegensatz zu älteren Rechenzentren, die zu Beginn der Bauplanung in funktionale Zonen unterteilt werden, vereinen vorgefertigte Rechenzentren auf natürliche Weise die Funktionen des Serverraums, der Stromversorgungsanlage und des Kühlraums eines veralteten Rechenzentrums in einem modularen und daher vereinfachten Design, wodurch Platz gespart wird.

    2. Interne Fließbandherstellung vorgefertigter Produkte
      Die Infrastruktur der vorgefertigten modularen Rechenzentren, wie IT-Rack-Schränke, Kühlung, USV, Stromverteiler und ihre Netzwerke, Verkabelung, Überwachung und mehr, wird vorgefertigt. Dass gleiche gilt für Oberlichter, Beleuchtung, Zugangskontrollsysteme, Platten und Träger. Die Fließbandherstellung gewährleistet die technische Qualität und sorgt für eine erhöhte Zuverlässigkeit der Rechenzentren.

    3. Schnelles Aufstellen am richtigen Ort und standardisierte Installation
      Die vorgefertigten Module müssen vor Ort einfach nur wieder zusammengebaut und jeweils am richtigen Ort aufgestellt werden. Jedes Modul und seine innere Struktur folgen bei der Installation einem standardisierten Vorgehen. Durch diese Art des Aufbaus wird die Arbeit vereinfacht und gestaltet sich technisch weniger anspruchsvoll, die Bauphase fällt kürzer aus und die Kosten sind niedriger. Die Fertigstellung eines Rechenzentrums dauert so lediglich 1 bis 2 Monate, während der Bau nach herkömmlichem Vorgehen 1 bis 2 Jahre in Anspruch nehmen kann.

    4. Kopieren und einfügen und das erhalten, was man sieht (What you see is what you get, WYSIWYG)
      Vorgefertigte modulare Rechenzentren können auf Abruf gebaut und ihre Kapazitäten nach Bedarf erweitert werden, und das alles auf Basis des gegebenen Zustands – man erhält das, was man vorab zu sehen bekommt. Durch diese Flexibilität sind Investitionen auf Raten möglich und die betriebliche Effizienz wird insgesamt verbessert.

    5. Hohe Leistungsdichte und niedrige Kosten
      Die vorgefertigten modularen Rechenzentren verfügen im Normalfall über eine Kühlung in Reihe, die sich in der Nähe von Hot Spots befindet, und mit einem gleichmäßigen Luftstrom, aber ohne Temperaturgefälle, in Verbindung mit einer Warm- oder Kaltgangeinhausung. Durch eine strenge Luftstromregulierung wird die Kühleffizienz für die Rack-Schränke weitgehend verbessert, sodass in einem einzelnen Rack-Schrank eine Leistungsdichte von 20 kW oder mehr erreicht wird. Dies spart Platz und Stromkosten und verringert gleichzeitig die Power Usage Effectiveness.

    6. Professionelle Dienstleistungen aus einer Hand
      Die implementierten Funktionen eines vorgefertigten modularen Rechenzentrums sorgen auch dafür, dass Hersteller professionelle Dienstleistungen aus einer Hand anbieten können. Somit wird vermieden, dass sich verschiedene Hersteller gegenseitig die Verantwortung zuschieben, wenn es zu Problemen kommt. In Verbindung mit den fortschrittlichen und humanisierten Lösungen des Infrastrukturmanagements für Rechenzentren (DCIM) ermöglicht dies Administratoren, den Betriebsstatus des gesamten Rechenzentrums jederzeit nachzuvollziehen und zu überprüfen.

     

    FALLSTUDIEN

    Im Vergleich zu älteren Rechenzentren haben vorgefertigte modulare Rechenzentren einige offensichtliche Vorteile. Der Bau von vorgefertigten modularen Rechenzentren wird in einzelnen Ländern durch Richtlinien und Anwendungsmöglichkeiten unterstützt und gefördert. Einige IT-Giganten wie IBM, Microsoft, Google und andere haben beim Einsatz von vorgefertigten modularen Rechenzentren eine Führungsrolle übernommen. Ein von Google vorgestelltes modulares Rechenzentrum in Oregon, USA, hat beispielsweise große Aufmerksamkeit auf sich gezogen, weil es aus 45 Containern besteht, die jeweils mit 1.160 maßgefertigten Servern bestückt sind. Die Gesamtleistung liegt bei bis zu 100 MW, die Power Usage Effectiveness bei 1,25.

    Rechenzentren von Internetfirmen in China, wie Tecent, Baidu, Alibaba und weitere, haben sich ebenfalls das Konzept des vorgefertigten Rechenzentrums zunutze gemacht. Am 12. September 2016 wurden die Rechenzentren Alibaba Zhangbei Nr. 1 und Nr. 2 in Betrieb genommen. Sie sind Bestandteil von Alibabas cloudbasiertem Konzept, dessen Kosten sich insgesamt auf 20 Milliarden RMB belaufen. Dieses stellt zudem die wichtigste Infrastruktur für verschiedene Kerngeschäfte von Alibaba im nördlichen China dar. In Zhangbei kann die Temperatur im Winter auf unter -38 °C fallen. Dann können für nahezu ein halbes Jahr keine Bauarbeiten stattfinden. Trotzdem war Alibaba in der Lage, innerhalb eines Jahres zwei riesige Rechenzentren zu errichten. Entscheidend dafür war der Einsatz einer vorgefertigten modularen Bauweise.

    Als weltweit führender Anbieter von Energie- und Wärmemanagementlösungen sowie weltweit agierender Anbieter von Infrastrukturlösungen für Rechenzentren verfügt Delta über ein tiefgreifendes Verständnis hinsichtlich der Anforderungen der Branche für Rechenzentren und über ausreichende Kompetenzen zur Bereitstellung von Rechenzentrumslösungen. Deltas modulare Rechenzentrumslösungen sind für kleine, mittelgroße und große sowie Container-Rechenzentren geeignet. Ihre Anwendungsmöglichkeiten sind erweiterbar und können einer breiten Auswahl an verschiedenen Szenarien gerecht werden.

    Vorgefertigte Rechenzentrumslösungen von Delta

    Typ Größe Einsatzbereich

    Container-Rechenzentrum als Komplettlösung

    Container-Rechenzentrum als Komplettlösung

    Klein
    • Edge-Rechenzentrum
    • Erdöl und Erdgas
    • Bergbau
    • Militär
    • Unternehmen
    • Basisstation für Telekommunikation

    Modulares Container-Rechenzentrum

    Modulares Container-Rechenzentrum

    Mittelgroß
    • Anlandestelle für Unterseekabel
    • Internet-Rechenzentrum (Internet data center, IDC)
    • Unternehmen oder Regierung, d. h. intelligente Stadt

    Stromversorgungscontainer (Antriebseinheit)

    Stromversorgungscontainer (Antriebseinheit)

    Groß
    • Colocation-Rechenzentrum

    Die Container-Rechenzentrumslösungen von Delta wurden für das moderne Netzwerk eines weltweit führenden Colocation-Dienstleistungsanbieters in der Region Asien-Pazifik ausgewählt. Für die einzigartige Flexibilität und Agilität werden unterschiedliche Stromversorgungskonfigurationen, energiesparende Kühlungen, intelligente Überwachung und Steuerung und andere zentrale Komponenten auf einer einzigen Plattform integriert. In der ersten Bauphase liegt die IT-Last jeder Datenhalle bei 3 MW. Diese umfasst vier Stromversorgungscontainer und verfügt über eine Leistungskapazität von insgesamt bis zu 28 MW.

    ▲ Die Containerlösung von Delta sorgt für die sichere Stromversorgung der megawattstarken Colocation-Rechenzentren in der Region Asien-Pazifik

     

    SCHLUSSFOLGERUNGEN

    Die digitale Wirtschaft ist zwar für den fortwährenden Bau von Rechenzentren förderlich, aber ältere Rechenzentren können den neuen Anforderungen nicht mehr gerecht werden. Vorgefertigte modulare Rechenzentren haben eine Revolution bei der Errichtung von Rechenzentren eingeläutet und sind in Bezug auf den Bau von Rechenzentren zu einem beliebten Trend geworden. Sie kommen nun schrittweise auf der ganzen Welt zum Einsatz und künftig ist von einem schnellen Wachstum auszugehen. Aufgrund der wirtschaftlichen Entwicklung und den Veränderungen bei den Anforderungen an die Anwendungsmöglichkeiten wird sich der Umbruch beim Bau von Rechenzentren in absehbarer Zukunft unvermindert fortsetzen.

    Die InfraSuite von Delta, eine Infrastrukturlösung für Rechenzentren, bietet ein umfassendes, modulares und hochintegriertes Portfolio, um den Aufbau von hochleistungsfähigen Rechenzentren zu unterstützen. Als einer der Top-7-Anbieter auf dem globalen Markt für die Stromversorgung von Rechenzentren (Technavio, 2016) hat Delta seine führende Position bei vorgefertigten Lösungen mit einem Komplettangebot von Energie- und Kühlsystemen, modularen Racks, Überwachungsplattformen und mehr, die standortunabhängig eingesetzt werden können, weiter gestärkt.

     Data center Infrastructure total solutions

     

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