Helmholtz Forschungsakademie - Hessen für FAIR

Green Cube

Green Cube

Computer verbrauchen eine Menge Strom, insbesondere, wenn es sich um riesige Supercomputer handelt. Doch ohne diese riesigen Rechenzentren ist moderne Forschung nicht mehr vorstellbar. Mit dem Green Cube konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR einen entscheidenden Schritt in Richtung Klimaschutz machen.

Hinter Green IT, zu deutsch grüne Informationstechnologie, verbirgt sich ein Nachhaltigkeitskonzept für Informationstechnologien. So hat es sich die Green IT zum Ziel gesetzt, den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechniken über ihren kompletten Lebenszyklus hinweg umwelt- und ressourcenschonend zu halten. Das heißt der Ressourcenverbrauch soll bei der Herstellung, während des Betriebs und schließlich auch bei der Entsorgung der Geräte so gering wie möglich ausfallen.

Eine besondere Herausforderung während des Betriebs stellt dabei insbesondere der Stromverbrauch dar. Denn einer Simulation der TU Dresden zufolge, wird das Internet im Jahr 2030 so viel Strom verbrauchen, wie heute die gesamte Weltbevölkerung. Daher werden Hochleistungsrechner, die energieeffizient sind, immer wichtiger. Dabei birgt gerade die Rechenzentrumskühlung ein großes Sparpotential. Denn zwischen 35 und 50 Prozent der gesamten Energiekosten eines Rechenzentrums werden für die Kühlung aufgewendet. Durch die Modernisierung von Mess- und Kühltechnik, aber auch durch bauliche Maßnahmen lassen sich hier jedoch enorme Einsparungen vornehmen.

Ein Beispiel für die erfolgreiche Umsetzung der Green IT Ziele ist der „Green IT Cube“ auf dem GSI / FAIR-Gelände. Mit seinen 2225 Kubikmetern Beton, 160 Tonnen konstruktiven Stahl und 320 Tonnen Bewehrungsstahl ist er eines der größten Stapelregale der Welt. In diesem riesigen Regal mit den Ausmaßen von 27 m x 30 m x 22 m finden 768 Racks, das sind Rechnerschränke, auf sechs Etagen ihren Platz. Die Racks sind dabei in einer 3D-Topologie im Gebäude angeordnet, was die Wege für Kabelverbindungen verkürzt, wodurch zusätzlich Kosten gespart werden können, und auch die Geschwindigkeit begünstigt. Der Green IT Cube weist dabei eine Speicherkapazität von 100 Petabyte auf. Ein Petabyte sind 1000 Terabyte. Er ermöglicht zudem einen schnellen Datenzugriff mit mehr als einem Terabyte pro Sekunde, das entspricht rund 500 000 privaten DSL-Anschlüssen.

Der eigentliche Clou, der den Green IT Cube zu den leistungsfähigsten wissenschaftlichen Rechenzentren der Welt gehören lässt, ist aber sein Kühlsystem, das ihn besonders energie- und kosteneffizient macht. Die Kühlung der Rechner innerhalb des Cubes wird nämlich mit Wasser anstelle von Luft gewährleistet. Das Kaltwasser in den Türen der Rechenschränke ersetzt dabei sogar die gesamte Raumluftkühlung. Dies hat zur Folge, dass der Energieaufwand für die Kühlung bei weniger als 7 Prozent der elektrischen Energie liegt. Übliche Rechenzentren mit einer Luftkühlung weisen hingegen im Verhältnis dazu eine Relation von 30 bis 100 Prozent auf. Der Green IT Cube verbraucht damit nur etwa ein Viertel des Stroms herkömmlicher Rechenzentren. Zusätzlich wird auch noch die durch die Racks entstandene Abwärme zum Beheizen von Büro- und Kantinenräumen auf dem Campus verwendet, sodass Synergien geschaffen und genutzt werden.

Auf der Weltrangliste der energieeffizientesten Höchstleistungscomputer, der sogenannten „Green 500“ wird der Green IT Cube entsprechend als der energieeffizienteste Großcomputer Europas aufgeführt. Weltweit liegt er sogar auf Rang drei.

Die Simulationen und Messdaten von Experimenten an GSI und FAIR werden also dank des Green Cubes unter ökonomisch und ökologisch besten Voraussetzungen ausgewertet.

Green Cube