5-Jahres-Prognose: Die Zukunft des Rechenzentrums

Wien, am 19. Jänner 2021 – In den vergangenen zehn Jahren konnte die Rechenzentrumsbrache ein exponentielles Wachstum verzeichnen. Der Trend zur hybriden IT setzt sich fort, da die Verteilung zwischen On-Premise-Einrichtungen, Co-Location und der Cloud immer ausgeprägter wird. Die rasante Entwicklung neuer Technologien wie Artificial Intelligence (AI), Cloud Computing, Big Data und 5G wird auch künftiges Wachstum mit sich bringen und die Nachfrage am Markt weiter steigen lassen.

In der Trendprognose von Huawei werden zehn Punkte genannt, die ausschlaggebend für eine erfolgreiche Zukunft von Rechenzentren sein werden.

1. Starke Leistung
   Die CPU-Leistung und die Serverkapazität werden mit der Entwicklung der IT-Rechenleistung weiter steigen. Da auch die Nachfrage nach AI-Anwendungen steigt, wächst parallel dazu die Bedeutung der AI-Rechenleistung. Um eine Balance zwischen Effizienz und Kosten zu erreichen, werden sich Rechenzentren mit hoher Leistungsdichte entwickeln. Derzeit liegt die durchschnittliche Leistungskapazität in einem Rechenzentrum bei 6 bis 8 kW/Rack. Bis 2025 erwartet Huawei eine Leistungsdichte von 15 bis 20 kW/Rack.
   
   
2. Skalierbare Architektur
   Im Allgemeinen beträgt der Lebenszyklus von IT-Geräten 3 bis 5 Jahre, die Leistung verdoppelt sich allerdings alle 5 Jahre. Der Lebenszyklus der Rechenzentrumsinfrastruktur beträgt jedoch 10 bis 15 Jahre. Diese Gegenüberstellung erfordert eine skalierbare Erweiterung und schrittweise Investitionen für eine konstante Optimierung der Rechenzentren. Darüber hinaus müssen Rechenzentren den hybriden Einsatz von IT-Geräten mit unterschiedlichen Leistungsdichten unterstützen.
   
   
3. Umweltfreundlichkeit
   Derzeit macht der Stromverbrauch von Rechenzentren 3 Prozent des weltweiten Gesamtstromverbrauchs aus. Es wird geschätzt, dass der Gesamtstromverbrauch eines Rechenzentrums bis 2025 mehr als 1.000 TWh erreichen wird. Energieeinsparung, Emissionsreduzierung und Verringerung der Betriebskosten sind daher große Herausforderungen. Effiziente und nachhaltige Bauweisen von Rechenzentren sind daher unumgänglich, genauso wie die ressourcensparende Nutzung von erneuerbaren Energien und Abwärme.
   
   
4. Schnelle Verfügbarkeit
   Internet-Dienste erreichen in der Regel in kurzer Zeit Spitzenwerte und die Daten- und Traffic-Anforderungen an Online-Services steigen stark an. Daher müssen Rechenzentren im gleichen Tempo einsetzbar werden. Momentan beträgt die typische Vorlaufzeit eines Rechenzentrums in etwa 9 bis 12 Monate – um mit der Nachfragegeschwindigkeit mithalten zu können muss sich diese Zeit auf weniger als 6 Monate verkürzen.
   
   
5. Vollständige Digitalisierung und AI-Fähigkeit
   Das softwaredefinierte, intelligente Rechenzentrum steht vor der Tür. Mit der kontinuierlichen Verbesserung von IoT- und AI-Technologien werden sich Rechenzentren allmählich von der eindimensionalen Digitalisierung in Bezug auf O&M (Observation & Monitoring), Energieeinsparung und Betrieb zu einer Digitalisierung über den gesamten Lebenszyklus weiterentwickeln: Automatische Steuerungen beginnend bei der Planung über den Bau, O&M und Optimierung ist notwendig. AI wird dabei auf allen Ebenen eine Rolle spielen.
   
   
6. Modulares Design
   Um die Probleme des langsamen Aufbaus und der hohen Anfangsinvestitionskosten zu lösen, wird zukünftig auf modulares Design gesetzt werden. Dieses Design erstreckt sich von den einzelnen Komponenten über die Architektur bis hin zu den Geräteräumen. Das vollständig modulare Design ermöglicht eine schnelle Bereitstellung, eine flexible Kapazitätserweiterung, einfache Betriebs- und Wartungsarbeiten bei gleichzeitig hoher Energieeffizienz.
   
   
7. Vereinfachte Stromversorgungsarchitektur
   Das Stromversorgungs- und -verteilungssystem eines herkömmlichen Rechenzentrums ist komplex und fragmentiert. Es nimmt eine große Grundfläche ein, die es schwierig macht, Fehler zu lokalisieren. Eine vereinfachte Stromversorgungsarchitektur reduziert die Stromumwandlungszeiten, verkürzt die Stromversorgungsstrecke und den Platzbedarf und erhöht die gesamte Energieeffizienz des Systems. Im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien haben Lithium-Batterien Vorteile in Bezug auf den Platzbedarf und die Nutzungsdauer. Da die Kosten für Lithiumbatterien sinken, werden diese die Zukunft der Rechenzentren mitgestalten.
   
   
8. Die Frage der Kühlung
   GPU- und NPU-Anwendungen erzeugen mehr High-Density-Szenarien und Flüssigkeitskühlsysteme werden sich immer mehr durchsetzen. Einige Speicher- und Rechenservices befinden sich jedoch noch in Low-Density-Szenarien. Um sich in Zukunft schnell an unvorhersehbare IT-Service-Anforderungen anpassen zu können, muss die Kühllösung mit dem Luftkühlsystem und dem Flüssigkeitskühlsystem kompatibel sein. Darüber hinaus behindert die komplexe Architektur des Kaltwasserkühlsystems eine schnelle Bereitstellung und einfache Betriebsführung. Ein indirektes Verdunstungskühlsystem mit modularem Aufbau verkürzt die Einführungszeit und vereinfacht die Wartung und Instandhaltung. Außerdem wird durch die vollständige Nutzung der natürlichen Kühlressourcen der Stromverbrauch des Kühlsystems stark reduziert. In Gebieten mit geeignetem Klima wird das Kaltwassersystem nach und nach durch das indirekte Verdunstungskühlsystem ersetzt.
   
   
9. Zusammenspiel von Bits und Watt
   Ziel von Rechenzentren wird sein, den gesamten Energieverbrauch zu optimieren. Anstatt sich rein auf die Energieanlagen des Rechenzentrums zu konzentrieren, muss der Energieverbrauch des Rechenzentrums als Ganzes bewertet werden. Durch Full-Stack-Innovation zwischen Anlage, IT, Chipsätzen, Daten und Cloud werden Bits und Watt zusammenarbeiten, um dynamische Energieeinsparung und optimale Energieeffizienz des gesamten Systems zu erreichen.
   
   
10. Vertrauenswürdigkeit
    Je intelligenter die Rechenzentrumseinrichtung wird, desto größer werden auch die Sicherheitsrisiken im Netzwerk. Um Angriffe zu verhindern und Bedrohungen entgegenzuwirken, müssen Rechenzentren über sechs zentrale Eigenschaften verfügen: Ausfallssicherheit, Datenschutz, Sicherung der Privatsphäre, Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit und die dynamische Möglichkeit auf Bedrohungen von außen zu reagieren.

Diese zehn Trends werden laut Huawei die Zukunft von Rechenzentren, ihre Wettbewerbsfähigkeit und Beständigkeit gegenüber der Nachfrage determinieren. Um der steigenden Nachfrage an Big Data-Verarbeitung zu gerecht zu werden, müssen Rechenzentren vor allem Flexibilität und Dynamik aufweisen. Nur so können sowohl bauliche Herausforderungen gemeistert werden als auch die Hürden der Verarbeitung, Überwachung und Kontrolle von immer größer werdenden Datenmengen.