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Ein High-Tech-Unternehmen, das sich auf die Forschung und Entwicklung von Glasfaserkommunikation und -herstellung spezialisiert hat.
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Ein High-Tech-Unternehmen, das sich auf die Forschung und Entwicklung von Glasfaserkommunikation und -herstellung spezialisiert hat.
1. Definitionen und Merkmale modularer Rechenzentren
Modulare Rechenzentren sind so konzipiert, dass sie sich an die sich entwickelnden Servertrends anpassen – einschließlich Cloud Computing, Virtualisierung, Zentralisierung und hoher Dichte – und gleichzeitig die betriebliche Effizienz steigern, den Energieverbrauch senken und eine schnelle, störungsfreie Erweiterung ermöglichen.
Diese Module bestehen aus in sich geschlossenen Einheiten mit standardisierten Schnittstellen und arbeiten unabhängig voneinander, lassen sich aber zu einem kompletten Rechenzentrum integrieren. Sie sind so konzipiert, dass sie Redundanz zwischen den einzelnen Bereichen ermöglichen und so durch gegenseitige Backup-Funktionen die Zuverlässigkeit gewährleisten.
Modulare Rechenzentren zeichnen sich durch Integration, Standardisierung, Optimierung und Intelligenz aus und bieten eine hochgradig anpassungsfähige Infrastruktur sowie eine hochverfügbare Rechenumgebung. Sie sind bestens gerüstet, um die zukünftigen kritischen Bedürfnisse von IT-Abteilungen zu erfüllen, wie beispielsweise:
*Standardisierung und Modularisierung
*Virtualisiertes Design
*Dynamische IT-Infrastruktur (Ressourcenflexibilität und hohe Auslastung)
*Intelligentes Betriebsmanagement rund um die Uhr (Prozessautomatisierung und intelligente Überwachung)
*Unterstützung der Geschäftskontinuität (Notfallwiederherstellung und Hochverfügbarkeit)
*Gemeinsame IT-Dienste (geschäftsübergreifende Infrastruktur, Informations- und Anwendungsnutzung)
*Schnelle Reaktion auf sich ändernde Geschäftsanforderungen (bedarfsgerechte Ressourcenzuweisung)
*Initiativen für umweltfreundliche Rechenzentren (Energieeinsparung und CO2-Reduzierung)
2. Modulare Rechenzentren lösen die Probleme, mit denen traditionelle Rechenzentren konfrontiert sind.
2.1 Probleme, mit denen traditionelle Rechenzentren konfrontiert sind
2.1.1 Lange Vorlaufzeit für die Konstruktion
Traditionelle Rechenzentren zeichnen sich durch extrem lange Bauzeiten aus, die typischerweise mehrere Jahre betragen. Diese lange Bauzeit resultiert aus den komplexen Planungs-, Design- und Installationsphasen für Infrastruktur und Systeme. Wie Abbildung 1 zeigt, benötigt der gesamte Prozess – von der Entscheidungsfindung und Vorbereitung bis zur Implementierung und Fertigstellung – oft etwa 400 Tage, wobei weitere Verzögerungen möglich sind.
Ein derart langwieriger Zeitplan ist im heutigen schnelllebigen Geschäftsumfeld zunehmend ungeeignet, da Unternehmen neue Rechenzentrumskapazitäten oft innerhalb von Monaten, nicht Jahren, bereitstellen müssen.
2.1.2 Schlechte Erweiterbarkeit
Die Erweiterbarkeit ist für die Anpassungsfähigkeit von Unternehmen entscheidend. Die traditionelle Kapazitätsplanung von Rechenzentren steht oft vor einem Dilemma: Entweder wird für einen unsicheren zukünftigen Bedarf überdimensioniert, was zu Fehlinvestitionen führt, oder es wird lediglich auf Basis des aktuellen Bedarfs unterdimensioniert, was Betriebsunterbrechungen und höhere Kosten bei einer notwendigen Erweiterung riskiert. Dies führt zu erheblicher Ineffizienz. Studien zeigen, dass die durchschnittliche Auslastung der Rechenzentrumsinfrastruktur unter 50 % liegt, oft sogar nur bei einem Drittel. Diese Unterauslastung stellt einen erheblichen Opportunitätsverlust dar, da Kapital gebunden wird, das andernfalls in anderen Projekten Renditen erwirtschaften könnte.
2.1.3 Hoher Energieverbrauch
Herkömmliche Rechenzentren verbrauchen übermäßig viel Strom. Ihre Planung legt oft nicht genügend Wert auf effiziente Stromversorgung, Kühlung und Luftstrommanagement. Folglich ist die Energieeffizienz (PUE) häufig schlecht und liegt typischerweise über 2,0. Diese Ineffizienz bedeutet, dass für jedes Watt, das die IT-Geräte versorgt, ein weiteres Watt für die unterstützende Infrastruktur wie Kühlung und Stromverteilung verschwendet wird.
2.1.4 Schwierige Betriebs- und Wartungsarbeiten
Der Betrieb und die Wartung von Rechenzentren sind mit erheblichen Herausforderungen verbunden. Es mangelt generell an umfassender Transparenz und Verwaltung der Ressourcen, was zu geringer Servicequalität und chaotischen Prozessen bei der Meldung und Behebung von Störungen führt. Das Fehlen dedizierter Serviceschnittstellen und effektiver Datenerfassungsmethoden erschwert es dem IT-Personal, die notwendigen Erkenntnisse für die Systemoptimierung zu gewinnen.
2.2 Vorteile modularer Rechenzentren
2.2.1 Schnelle Bereitstellung
Modulare Rechenzentren verkürzen die Planungs- und Bauzeit erheblich. Durch die Verwendung vorgefertigter, werkseitig hergestellter und vorgetesteter Module mit standardisierten Schnittstellen wird der Aufwand vor Ort reduziert. Die Bereitstellungszeit verkürzt sich von den üblicherweise 7–8 Monaten bei herkömmlichen Bauweisen auf etwa 2–3 Monate.
2.2.2 Hohe Verbrauchstauglichkeit
Die Architektur ermöglicht die schrittweise Erweiterung der Kapazität durch die Integration zusätzlicher Module nach Bedarf. Dies gewährleistet eine präzise, bedarfsgerechte Skalierung, die die Anfangsinvestition optimiert und unvorhersehbares oder schnelles Wachstum effizient aufnimmt.
2.2.3 Standardisiertes und zuverlässiges Design
Diese aus standardisierten, hochintegrierten Modulen aufgebauten Rechenzentren bieten inhärente Stabilität. Sie lassen sich für verschiedene Redundanzstufen (N, N+1, 2N) konfigurieren und unterstützen Zuverlässigkeit bis zu Tier-4-Standards.
2.2.4 Energieeffizienz
Modulares Design fördert hohe Energieeffizienz. Durch die präzise Abstimmung von Leistungsaufnahme und Kühlleistung auf die tatsächliche IT-Last wird eine Überdimensionierung minimiert. Funktionen wie die Kühlung in der Serverreihe und die Kaltgangabtrennung verbessern das Wärmemanagement. Diese Optimierungen ermöglichen einen PUE-Wert von unter 1,5, was einer Steigerung der Kühlleistung um mehr als 12 % gegenüber herkömmlichen Designs entspricht.
3.2.5 Intelligentes Management
Integrierte intelligente Managementsysteme ermöglichen eine detaillierte, datengestützte Überwachung. Sie erleichtern die Analyse des Energieverbrauchs auf mehreren Ebenen, das Lebenszyklusmanagement von Anlagen und die dynamische Optimierung auf Basis von Analysen. Dies unterstützt die vorausschauende Instandhaltung, die betriebliche Effizienz und die Umsetzung von Energiesparstrategien.
3. Definition von modularen Produkten und Systemkomponenten
Modulare Rechenzentren lassen sich anhand des Vorfertigungsgrades in zwei Haupttypen einteilen:
(1) Teilweise vorgefertigtes Rechenzentrum
Diese Bauart kombiniert vorgefertigte modulare Teilsysteme – wie z. B. Gestelle, Kühlung, Verkabelung und Überwachungssysteme – mit der traditionellen Bauweise vor Ort für die übrige Infrastruktur.
(2) Vollständig vorgefertigtes Rechenzentrum
Ein vollständig vorgefertigtes Rechenzentrum wird als autarke Einheit aus kompletten, integrierten Modulen errichtet, die Stromversorgung, Racks, Kühlung, Verkabelung und Überwachung umfassen. Diese Module werden in Einzelteilen transportiert und vor Ort montiert. Auch dieser Typ ist auf externe Infrastruktur wie Generatoren, Kältemaschinen und Stromverteilungssysteme angewiesen.
4. Gestaltung Ihres modularen Rechenzentrums
Modulare Rechenzentren sind als weitgehend wartungsfreie Systeme konzipiert, die nach der Installation stabil bleiben. Daher ist es entscheidend, dass das ursprüngliche Design genau auf Ihren Anwendungsfall abgestimmt ist. Im Folgenden finden Sie fünf wichtige Aspekte für die Planung Ihres modularen Rechenzentrums.
1. Modulare Kapazitätsplanung
Ermitteln Sie Ihren Bedarf an Stromversorgung, Kühlung und IT sowohl für die Erstausstattung als auch für zukünftige Erweiterungen. Stellen Sie sicher, dass jedes Modul die erwartete Last bewältigen kann und gleichzeitig die nahtlose Integration zusätzlicher Einheiten bei steigendem Bedarf ermöglicht.
2. Standardisierte Schnittstellen
Verwenden Sie standardisierte Schnittstellen für Stromversorgung, Kühlung und Netzwerk für alle Module. Dies gewährleistet Kompatibilität, vereinfacht Integration und Wartung und reduziert die Komplexität der Einrichtung.
3. Kühlsysteme
Wählen Sie effiziente Kühllösungen – wie Luft- oder Flüssigkeitskühlung –, die auf die Wärmeabgabe und Leistungsdichte Ihrer IT-Geräte abgestimmt sind. Planen Sie ein effektives Luftstrommanagement ein und integrieren Sie Redundanz, um Temperaturstabilität zu gewährleisten und Hotspots zu vermeiden.
4. Stromverteilung
Implementieren Sie in jedem Modul ein zuverlässiges Stromverteilungssystem mit Redundanz für kritische Komponenten. Das System muss so ausgelegt sein, dass es die aktuellen Lasten bewältigt und zukünftige Erweiterungen ohne größere Änderungen ermöglicht.
5. Umweltkontrollen
Integrieren Sie Überwachungs- und automatisierte Steuerungssysteme zur Regelung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftstrom. Echtzeitsensoren und adaptive Steuerungen tragen dazu bei, optimale Bedingungen für Leistung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
