Das grüne Potenzial von Rechenzentren

Viele stellen sich Rechenzentren als das Rückgrat oder gar das "Gehirn" des Internets vor. Hinter all den Informationsdiensten, die wir tagtäglich nutzen, verarbeiten, speichern, organisieren und kommunizieren Rechenzentren und Supercomputer unglaubliche Datenmengen.

Sie ermöglichen Anwendungen wie Video-Streaming, Online-Zusammenarbeit, Online-Shopping, Gaming, Augmented Reality und wissenschaftliche Datenverarbeitung. Die ständig wachsende Nachfrage nach datenbasierten Diensten führt zu einem erhöhten Energieverbrauch in den Rechenzentren selbst. Die größten Rechenzentren der Welt können jeweils mehrere zehntausend IT-Geräte enthalten und benötigen derzeit 500 MW an Stromkapazität. Technologische Lösungen, die auf Halbleitern basieren, begrenzen den Energiefluss, bieten eine höhere Dichte und reduzieren den Kühlungsbedarf. Auf diese Weise kann ein mittelgroßes Rechenzentrum jährlich bis zu 115 GWh einsparen. Dies ermöglicht nicht nur beachtliche Kosteneinsparungen, sondern auch eine Reduzierung von rund 4.700 Tonnen CO2-Emissionen.

Exponentielles Datenwachstum erfordert Energieeffizienz

Innerhalb des letzten Jahrzehnts hat sich die Menge an Daten, die im Internet kursiert, mehr als verzehnfacht. Gleichzeitig wuchs die globale Speicherkapazität der Rechenzentren um den Faktor 25. Die Anzahl der auf den Servern der Welt laufenden, so genannten Rechnerinstanzen – ein Indikator für die insgesamt gehosteten Anwendungen im Netz – hat sich mehr als versechsfacht. Diese Wachstumszahlen werden voraussichtlich weiter steigen, da die Welt immer mehr Daten verarbeitet.

Trends wie Arbeiten von zu Hause, Fernunterricht, Digitalisierung des Gesundheitswesens, der Notdienste und das wachsende Cloud-Business erhöhen unseren Strombedarf. Neue Formen der Informationsanwendung wie die künstliche Intelligenz (KI) benötigen enorme Mengen an Rechenleistung und werden den Bedarf weiter beschleunigen. Daher ist die Notwendigkeit, den Energieverbrauch von Rechenzentren zu minimieren, eine wichtige klimapolitische Priorität.

Verbesserte Systemarchitektur ist der Schlüssel

Rechenzentren bestehen aus mehreren wichtigen Bausteinen: Server stellen Berechnungen und Logik für Informationsanfragen bereit, Speicherlaufwerke bewahren die Daten auf, die zur Erfüllung dieser Anfragen benötigt werden, und Netzwerkgeräte verbinden das Rechenzentrum mit dem Internet und ermöglichen eingehende und ausgehende Datenströme.

Die Lösungen von Infineon adressieren alle diese wichtigen Bausteine und Aufgaben eines Rechenzentrums. Sie verbessern die Systemarchitektur, machen die Stromversorgung effizienter und senken den Kühlungsbedarf. Dies führt direkt zu Energieeinsparungen von bis zu 6,5 Prozent pro Jahr und realisiert für ein mittelgroßes Rechenzentrum (250 MW) ein jährliches Einsparpotenzial von bis zu 115 GWh bei einer Reduzierung von rund 4.700 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr.

Datenverarbeitung

Whitepaper: Galliumnitrid-Technologie in Server- und Telekommunikationsanwendungen

Video: CoolSiC™ MOSFET - Zuverlässige und kostengünstige Spitzenleistung

Zuverlässige Rechenzentren und 5G: Das Herz und Rückgrat des IoT

 

Kühlen und Energie sparen mit modernen Halbleitern

Rechenzentren produzieren enorme Mengen an Wärme. Server und Kühlsysteme machen heute den größten Anteil am direkten Stromverbrauch in Rechenzentren aus. Typischerweise entfallen fast 50 Prozent des Stromverbrauchs im Zusammenhang mit Rechenzentren auf die Kühlung und die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV).

Die Wärme wird von Kühleinrichtungen abgeführt, die ebenfalls mit Strom betrieben werden. Um Kühlprozesse effizienter zu gestalten, bietet Infineon alle Halbleitertechnologien an: Silizium (CoolMOS™) und Wide-Bandgap-Halbleiter wie Siliziumkarbid (CoolSiC™) und Galliumnitrid (CoolGaN™). Gerade diese Wide-Bandgap-Technologien sind zu einem wichtigen Hebel geworden, um mit weniger Energie mehr zu erreichen. Sie ermöglichen eine höhere Leistungseffizienz, kleinere Größe, geringeres Gewicht und niedrigere Kosten.

Ein Beispiel zur Veranschaulichung dieser Vorteile: Würde jedes US-Rechenzentrum die entsprechende Infineon-Lösung CoolGaN™ einsetzen, könnten vier Milliarden kWh pro Jahr eingespart werden, was zwei Millionen Tonnen CO2-Emissionen weniger pro Jahr bedeutet. CoolGaN™-Bauelemente werden bereits für den Bau hocheffizienter Stromrichter für Server in Rechenzentren eingesetzt.

Unser Portfolio für Rechenzentrumsanwendungen

In diesen Anwendungsbereichen kann die Energieeffizienz gesteigert werden