Wie funktioniert eigentlich ein Rechenzentrum?

In Anlehnung an die Feuerzangenbowle stelle ma uns mal janz dumm, und sagen, en Rechenzentrum iss ne jroße, runde, schwarze Raum mit zwei Löchern. Durch das eine komm‘ die Daten rein, un das andere krieje ma späta. Ok, ein Rechenzentrum muss nicht rund sein, ist es wohl in der Realität auch nicht. Habe jedenfalls noch nie ein rundes RZ gesehen. Aber Daten gehen da in großen Mengen rein und raus. Fangen wir mal vorne an.

Ein RZ ist eine Spezialimmobilie, die dafür ausgelegt ist, Rechentechnik (Computer, Speicher, Netzwerkkomponenten) und die notwendige Infrastruktur zu beherbergen. Mit Infrastruktur sind Stromversorgung, Kühlaggregate, Brandschutzeinrichtungen und Zutrittsschutz gemeint. In Deutschland gibt es etwa 50.000 Rechenzentren, davon sind ca. 85% unternehmenseigene Rechenzentren. Die genaue Zahl kennt niemand, denn schon die Frage, was alles noch als RZ gilt, ist nicht eindeutig zu beantworten. Ist jeder Raum, in dem ein Rechner steht, ein RZ? Wohl kaum, aber wie viel Rechentechnik muss es sein, um als RZ zu gelten? Von Serverschränken (ab 3m²) bis zu großen RZ mit über 5000m² ist die Spanne groß.

Allen gemeinsam ist aber eins: Sie sind von sehr hoher Bedeutung für ihre Nutzer und unser gesellschaftliches Leben. Ohne RZ funktioniert heute nicht mehr viel. Bitkom hat zur Bedeutung von RZ für den Standort Deutschland vor einiger Zeit eine Studie beauftragt.

Im vorliegenden Beitrag habe ich vor allem die großen RZ im Blick, da sich dort der state-of-the-art am besten zeigt. Entsprechend skaliert gilt vieles auch für kleinere RZ.

Strom weg - Daten weg

Damit RZ zuverlässig funktionieren und nie ausfallen, treffen die Betreiber Vorkehrungen mit hohem Aufwand. Die Stromversorgung ist absolut kritisch. Jeder weiß heute, dass bei Computern gilt: Strom weg – Daten weg. Und das ist schon bei ganz kurzen Stromunterbrechungen der Fall. Die normalen Netzteile können Aussetzer im Millisekundenbereich noch ausgleichen. Darüber hinausgehende Unterbrechungen werden von einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) abgefangen, die für einige Sekunden bis in den Minutenbereich einspringen kann. Leider hat die Stromqualität in den letzten Jahren abgenommen. Ein Grund dafür sehen viele in der Einspeisung von volatilen erneuerbaren Energien und den Reaktionen des Stromnetzes darauf. Eine USV ist im Grunde ein dicker Akku mit sehr hoher Kapazität, der ständig in Bereitschaft gehalten wird und praktisch sofort verfügbar ist, wenn die Stromversorgung abbricht. Dies ist eine ganz wichtige Eigenschaft der USV – sie muss sehr schnell reagieren. Leider ist es so, dass die USV auch im Bereitschaftsbetrieb selbst Strom verbraucht. Die Hersteller arbeiten daran, diese Verluste immer weiter zu verringern. In RZ kann man sich die USV wie einen Raum voll mit LKW Starterbatterien, dicken Kabeln und einer Steuerung vorstellen.

Weil die Stromversorgung so wichtig ist, haben große RZ meist mehrere unabhängige Leitungen zu verschiedenen Kraftwerken, um so einen Ausfall eines Stromlieferanten auffangen zu können. Nicht selten sind dies sogar Hochspannungsleitungen, die auf dem RZ-Gelände mit einer eigenen Trafostation den benötigten Strom bereitstellen. Auf dem RZ-Gelände laufen dann auch unabhängige Stromversorgungsleitungen auf unterschiedlichen Wegen an unterschiedlichen Stellen in die Gebäude. Wenn dort der berühmte Bagger zuschlägt, führt dies nicht zum Totalausfall.

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