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Rechenzentrum
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Mit Rechenzentrum (kurz: RZ; oder aus dem Englischen entlehnt: [das] Datacenter) bezeichnet man sowohl das GebÀude als auch die RÀumlichkeiten, in denen die zentrale Rechentechnik (z. B. Rechner und die zum Betrieb notwendige Infrastruktur) einer oder mehrerer Unternehmen bzw. Organisationen untergebracht ist. Ihr kommt damit eine zentrale Bedeutung in der Nutzung von EDV in Unternehmen, Verwaltungen oder anderen Institutionen zu.
Contents
âą AbkĂŒrzungen
âą Aufgaben
âą RĂ€ume
âą Sicherheit
âą Kennzahlen
âą Green IT
âą Besichtigung
âą Siehe auch
âą Literatur
âą Weblinks
âą Einzelnachweise
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AbkĂŒrzungen
Die gĂ€ngige AbkĂŒrzung ist RZ, organisationsabhĂ€ngig kann mit ZER (zentrale Einrichtung Rechenanlagen) ebenfalls ein Rechenzentrum gemeint sein.
In den Betrieben und staatlichen Einrichtungen der DDR waren entsprechende Einrichtungen hĂ€ufig mit Organisationsabteilungen verbunden und wurden als Organisations- und Rechenzentrum, abgekĂŒrzt ORZ, bezeichnet.
Aufgaben
Rechenzentren waren hĂ€ufig einer administrativen Stelle zugeordnet, zum Beispiel der Finanzverwaltung, einer Forschungseinrichtung, einer Hochschule oder einem kommerziellen Betrieb wie einer Bank oder einer Versicherung. Diese administrativen Stellen haben die Anforderung, groĂe Datenmengen zu verarbeiten, etwa die SteuererklĂ€rungen aller BĂŒrger eines Bundeslandes. Deshalb war auch eine umfangreiche Maschinenausstattung notwendig, die nur konzentriert in einem Rechenzentrum gepflegt werden konnte. Mittlerweile ist das Outsourcen von Rechenzentren eine hĂ€ufige und erfolgreich umgesetzte Option.
In den PrĂ€-PC-Zeiten wurden vom Staat sog. Gebietsrechenstellen geschaffen, die die Aufgabe hatten, RechenkapazitĂ€t fĂŒr staatliche Einrichtungen zur VerfĂŒgung zu stellen. Meist unterstanden diese Gebietsrechenstellen den LandesĂ€mtern fĂŒr Statistik und Datenverarbeitung, gelegentlich waren sie auch Hochschulen zugeordnet.cite-ref-2[2] In der DDR gab es sogenannte Datenverarbeitungszentren, sie entsprechen heute etwa den kommunalen Gebietsrechenzentren.
Moderne Rechenzentren stellen eine hochredundante Infrastruktur bereit, in der Server mit minimalen geplanten Ausfallzeiten arbeiten können. SĂ€mtliche fĂŒr den Betrieb benötigten Anlagen sind mehrfach vorhanden. Beispielsweise sorgen KlimagerĂ€te fĂŒr die dringend benötigte KĂŒhlung der Hochleistungsrechner, es werden allerdings mehr GerĂ€te genutzt als fĂŒr die im normalen Betrieb abgegebene WĂ€rmemenge benötigt wĂŒrden. Auf diese Weise können regelmĂ€Ăig einzelne Aggregate gewartet werden, ohne dass es Auswirkungen auf den gesamten Betrieb hat. Die gleiche Anforderung fĂŒr die Bereitstellung der Stromversorgung zu erfĂŒllen, ist jedoch deutlich aufwĂ€ndiger. Moderne hochwertige Server besitzen ĂŒblicherweise zwei Netzteile, die unabhĂ€ngig voneinander den gesamten Server versorgen können. Diese Netzteile werden in einer Kreuzverkabelung mit unterschiedlichen StromfĂŒhrungen verbunden. Auf diese Weise kann jeweils eine Seite der Stromversorgung gewartet werden, ohne die Server zu stören. Jede Stromversorgung umfasst eine eigene USV und eigene Netzersatzanlagen, deren Wartung somit ebenfalls keine Ausfallzeiten erzeugt. GerĂ€te mit nur einem Netzteil wĂŒrden dann einen Single Point of Failure darstellen, wenn sie nicht mittels eines automatischen Transferschalters mit der jeweils stromfĂŒhrenden Schiene verbunden werden. Abgeschlossen wird diese Installation mittels eines doppelten (redundanten) Anschlusses der Stromversorgung an unterschiedliche Transformatoren und getrennte Netzbereiche des lokalen Energieversorgungsunternehmens. Wartungen an dieser Infrastruktur sind, trotz der Eigenschaft, dass nun erst nach drei bis fĂŒnf aufeinander folgenden Fehlern eine Störung möglich wird, noch immer sorgfĂ€ltig zu planende und abzustimmende kritische Eingriffe, da Fehlhandlungen der Infrastruktur-Administration hier noch nicht automatisiert abgefangen werden können.
Wirtschaftliche Bedeutung
Rechenzentren stellen eine Grundvoraussetzung fĂŒr die Digitalisierung dar und haben groĂen Einfluss auf die wirtschaftliche Entwicklung.cite-ref-3[3] Sie werden als unverzichtbar betrachtet, um den wachsenden Bedarf nach digitalen Anwendungen zu decken und sichern in Deutschland mehr als 200.000 ArbeitsplĂ€tze.cite-ref-4[4] Konkret gab es im Jahr 2017 in deutschen Rechenzentren 130.000 VollbeschĂ€ftigte, weitere 85.000 ArbeitsplĂ€tze waren direkt von Rechenzentren abhĂ€ngig.cite-ref-5[5]
JĂ€hrlich werden in Deutschland ĂŒber 8 Mrd. Euro in den Bau, die Modernisierung und die IT von Rechenzentren investiert. Davon flieĂen knapp 7 Mrd. Euro in die IT-Hardware, und etwas ĂŒber 1 Mrd. Euro in Neubau und Modernisierung von RZ-GebĂ€uden, GebĂ€udetechnik und -sicherheit.cite-ref-it-daily-2019-6-0[6]
Die Branche verzeichnet seit Jahren zweistellige Wachstumsraten. Trotz steigender Investitionen schrumpfen jedoch die Marktanteile sowohl auf globaler Ebene, insbesondere mit Blick auf Asien und Nordamerika, als auch auf europĂ€ischer Ebene, wo das Wachstum in Deutschland nicht mit jenem in Skandinavien und den Niederlanden mithalten kann.cite-ref-7[7] Einer der GrĂŒnde liegt dabei in den hohen Stromkosten. Insbesondere bei den Stromnebenkosten in Form von Steuern, Abgaben und Netzentgelten tragen Rechenzentren in Deutschland die europaweit höchste Last.cite-ref-8[8] Da diese Situation seit vielen Jahren besteht,cite-ref-9[9] findet zunehmend eine anteilige Verlagerung von RechenzentrumskapazitĂ€ten ins Ausland statt. Zwischen 2010 und 2020 wird eine Abnahme des Weltmarktanteils deutscher Rechenzentren von 5 % auf 4 % prognostiziert.cite-ref-10[10] Hinzu kommt das Problem des FachkrĂ€ftemangels in der Branchecite-ref-it-daily-2019-6-1[6], welches jedoch auch in anderen europĂ€ischen LĂ€ndern zu beobachten ist.
Aufgrund hardware-intensiver groĂer Sprachmodelle und weiterer Formen âkĂŒnstlicher Intelligenzâ sinkt die Lebensdauer von Rechenzentren, sodass inzwischen von AbschreibungszeitrĂ€umen zwischen drei bis maximal zehn Jahren ausgegangen wird. Branchenanalysten befĂŒrchten aufgrund der hohen Investitionsvolumen kaum zu bewerkstelligende RentabilitĂ€t.cite-ref-11[11]
RĂ€ume
Ein Rechenzentrum auf dem Stand der Technik ist mit zwei RĂ€umen ausgestattet, einem Sicherheitsraum fĂŒr die sog. Feintechnik (IT-Systeme) und einem Raum fĂŒr die sog. Grobtechnik (Klimatisierung, Energieversorgung, Löschmittel etc.). Ein Rechenzentrum kann mit einem gerĂ€umigen Doppelboden ausgestattet sein, durch den nicht nur die Verkabelung, sondern auch kĂŒhle Luft von der Klimaanlage zu den GerĂ€ten gefĂŒhrt wird. NetzwerkschrĂ€nke stehen sich in geschlossenen Reihen mit ihren Vorderseiten oder RĂŒckseiten gegenĂŒber. Weil die GerĂ€te Luft vorn ansaugen und hinten ausblasen, werden damit sogenannte kalte GĂ€nge und heiĂe GĂ€nge gebildet. Vor den SchrĂ€nken wird kĂŒhle Luft aus dem Boden ausgeblasen und hinter den SchrĂ€nken warme Luft an der Decke abgesaugt. Eine MaĂnahme zur kostenmindernden Effizienzsteigerung der KĂŒhlung im Rechenzentrum ist die Einhausung von KaltgĂ€ngen (auch Kaltgangeinhausung oder Cold Aisle Containment genannt), in die die kalte Luft aus dem Doppelboden einströmt.
Server-Racks mit hohen WĂ€rmeverlustleistungen (> 10 kW pro Rack) sind mit einer KĂŒhlung ĂŒber einen Druckdoppelboden nicht mehr ausreichend zu kĂŒhlen. DafĂŒr gibt es spezielle RackkĂŒhlungen mittels Wasser- oder KĂ€ltemittelkreislauf, die die WĂ€rme direkt am Rack abfĂŒhren.
Die hohe Leistungsdichte und damit einhergehende WĂ€rmeentwicklung erfordert nicht nur aufwendige MaĂnahmen zur KĂŒhlung, sondern bewirkt durch den LĂ€rm der in den GerĂ€ten enthaltenen Ventilatoren auch, dass wĂ€hrend des Aufenthalts im Feintechnikraum evtl. auch ein Gehörschutz erforderlich ist. Eine direkte RackkĂŒhlung ist gegenĂŒber einer indirekten LuftkĂŒhlung energieeffizienter und auch weniger laut.
Die Anforderungen an die VerfĂŒgbarkeit von Rechenzentren sind hoch. Sie werden deshalb mit redundanten Klimaanlagen, unterbrechungsfreien Stromversorgungen, Brandmeldeanlagen und einer Löschanlage ausgestattet.
Sicherheit
AbhÀngig vom administrativen Umfeld gibt es unterschiedlich starke Sicherheitsanforderungen an Rechenzentren. Meist wird lediglich der Zutritt kontrolliert und die RÀume sind durch Alarmanlagen gesichert. Einige sind sogar in einem Bunker untergebracht, der unterirdisch mehrere Stockwerke umfasst, Druckwellen, Hitze und ionisierende Strahlung fernhÀlt und mitunter sogar EMP-gesichert ist. Der Zutritt ist auf jeden Fall strikt reglementiert.
Dem Brandschutz und der Vermeidung von Feuern wird ein besonderer Stellenwert eingerĂ€umt. Neben Brandabschottungen sind es Löschanlagen, die HardwareschĂ€den minimieren können. Wasser, Löschschaum oder Pulverlöschsysteme können einem GroĂrechner mehr Schaden zufĂŒgen als ein verschmortes Kabel. Aus diesem Grund werden in modernen Rechenzentren vielfach Halone als Löschmittel vorgehalten. Im Gegensatz zu bisher verwendeten Löschgasen beruht deren Wirkung hauptsĂ€chlich auf Unterbrechung des Brandes auf chemischem Weg (Ă€hnlich wie bei Pulver als radikalischer Inhibitor), wĂ€hrend z. B. Stickstoff oder Argon die Flammen nur durch die VerdrĂ€ngung des Sauerstoffs bei Flutung des Raumes ersticken. Die Gase sind elektrisch nicht leitfĂ€hig und KurzschlĂŒsse werden vermieden. Durch die Begrenzung der Gaskonzentration auf einen festgelegten Wert sind die RĂ€ume von gesunden Personen weiterhin begehbar. Andere Gase wie Kohlenstoffdioxid sind bei neu errichteten Rechenzentren wegen der toxischen Wirkung sogar verboten. Der Einsatz von Löschgasen bewirkt allerdings einen Ăberdruck, so dass der Einsatz von Druckentlastungsklappen erforderlich ist. Problematisch ist auch die rechtzeitige FrĂŒherkennung eines Brandes. Konventionelle punktförmige Brandmelder sind fĂŒr den Einsatz in einem Rechenzentrum schlecht geeignet, weil durch den Einsatz von KĂŒhlsystemen bis zu 1 m dicke Warmluftpolster unter der Decke entstehen können, so dass der Rauch nicht an den Melder gelangt. DarĂŒber hinaus arbeiten moderne Server-Racks mit hohen Luftwechselraten, die den Rauch stark verdĂŒnnen. Der Branchenverband BITKOM empfiehlt daher den Einsatz hochsensibler Rauchansaugsysteme.cite-ref-12[12]
Alternativ oder ergĂ€nzend zu einer Branderkennung und automatischen -löschung gibt es auch Sauerstoffverarmungssysteme, die den Anteil des Luftsauerstoffs so weit absenken (von 21 % auf 13,5 % bis 17 %) und durch inertes Gas austauschen (in der Regel Stickstoff), dass sich ein Feuer nur sehr schwer oder gar nicht mehr entzĂŒnden kann. Der verbleibende O2-Partialdruck bei z. B. 15 % entspricht dem in einer Höhe von 2700 m, so dass es fĂŒr gesunde Menschen nur minimale EinschrĂ€nkungen gibt.cite-ref-13[13]
Die Archivierung von wichtigen Datensicherungen findet in einem anderen Brandabschnitt mit zum Teil höheren Schutzwertigkeiten (Temperatur im Brandfall max. 50 °C) statt.
Durch Bauarbeiten, Wartungsarbeiten oder Reparaturarbeiten im Rechenzentrum kommt es zu Staubablagerungen. Baustaub hat durch die grobe Körnung sogar eine schleifende, abrasive Eigenschaft und kann zu SchĂ€den an beweglichen Teilen, wie LĂŒfter und Backup-Komponenten fĂŒhren. Staub behindert die nötige WĂ€rmeabfuhr und kann Korrosion, Ăberhitzung und AusfĂ€lle verursachen. RuĂ durch Rauchentwicklungen z. B. nach einem Brandschaden kann die WĂ€rmeabfuhr der RZ-Komponenten vermindern und ist wie Zink-Whisker elektrisch leitfĂ€hig. Dadurch erhöht sich das Risiko von KurzschlĂŒssen an Baugruppen und Elektronik der RZ-Komponenten. Bauarbeiten im Rechenzentrum können dermaĂen Staub erzeugen, dass der Betrieb der IT-Systeme ernsthaft gefĂ€hrdet ist und die IT-Sicherheit rapide sinkt. Als anerkannter Standard fĂŒr die Sauberkeit von Rechenzentren gilt die ISO 14644-1 Klasse 8. FĂŒhrende Hardware-Hersteller fordern fĂŒr einen einwandfreien Betrieb ihrer Hardware die Einhaltung dieser Reinraumklasse. Die DIN EN ISO 14644 war ursprĂŒnglich fĂŒr ReinrĂ€ume und âkritische Umgebungenâ vorgesehen, hĂ€lt aber zunehmend auch in Rechenzentren Einzug.
Test-Rechenzentrum
Ein Test-Rechenzentrum ist ein Reallabor oder eine PrĂŒfeinrichtung, wo die ĂŒbliche Rechenzentrumsinfrastruktur vorhanden ist. Mit einem Test-Rechenzentrum ist somit die optimale Umgebung gegeben, neue Innovationen und Lösungen im Bereich Rechenzentrum zu entwickeln. Weiterhin können erfolgversprechende AnsĂ€tze, Technologien, Ideen, Proofs of Concept oder Produkte im Rahmen eines Test-Rechenzentrums erprobt und getestet werden. Ein Test-Rechenzentrum bietet auch die Möglichkeit, Open Innovation oder Co-Innovation zu betreiben. Dabei können neue Kooperationen mit Unternehmen, Startups und Forschungsinstituten entstehen und Know-how ausgetauscht werden.
Ein Beispiel fĂŒr solch ein Test-Rechenzentrum ist der Green IT Cube des GSI Helmholtzzentrum fĂŒr Schwerionenforschung in Darmstadt.
Notfallrechenzentrum
Um fĂŒr Katastrophen, engl. disaster, (z. B. ein Erdbeben, ein Anschlag oder ein Brand) oder Ausfallzeiten, engl. downtime, (geplant fĂŒr z. B. Updates oder ungeplant bei Störungen) gerĂŒstet zu sein, gibt es als Redundanz-Szenario das Backup-Rechenzentrum (manchmal auch Geo-Redundanz). Dabei wird ein zweites Rechenzentrum, rĂ€umlich vom Originalrechenzentrum deutlich getrennt (je nach Anforderung und möglichen Ausfallszenarien in einem anderen Stadtteil, Land oder sogar Kontinent), möglichst komplett dupliziert. Die Duplizierung gilt sowohl fĂŒr die Hardware als auch fĂŒr die Software und die jeweils aktuellen Daten. Sollte das Originalrechenzentrum ausfallen, so kann der Betrieb im Backup-Rechenzentrum fortgesetzt werden. Limitierende Faktoren sind die Duplizierung der Daten pro Zeitspanne und die âUmschaltzeitâ. Auch eine nur teilweise Redundanz z. B. nur der unternehmenskritischen Systeme und Daten ist aus KostengrĂŒnden anzutreffen.
Hochsicherheitsrechenzentren sind bis zu einigen Dutzend oder gar Hunderten von Metern unter der Erde in Stollen, Bunkern und Ă€hnlichen Umgebungen untergebracht. Das BSI fordert inzwischen einen Mindestabstand fĂŒr georedundante Rechenzentren von 100 km, wobei mindestens 200 km empfohlen werden.
NotfallplÀne und Ausstattung sehen oft vor, dass die ArbeitsrÀume der Mitarbeiter bis auf die Ausstattung des einzelnen Arbeitsplatzes 1:1 kopiert werden, sodass die Arbeiten in den RÀumlichkeiten des Backup-Rechenzentrums mit sehr kurzer Verzögerung fortgesetzt werden können.
Der Grund fĂŒr die Aufwendungen in Zeit, Personal und Geld ist nachvollziehbar: Der Ausfall eines Rechenzentrums wird als UnternehmensgefĂ€hrdung bis hin zur Insolvenz angesehen.
Um die doppelte AusrĂŒstung nicht nur fĂŒr den Notfall stehen zu lassen, der nur eher selten eintritt, wird in der Regel auch diese RechenkapazitĂ€t genutzt. Es wird daher nach Produktions- und Testsystemen unterschieden. So kann zum Beispiel der Server, der fĂŒr die Produktion genutzt wird, im Hauptrechenzentrum stehen, wĂ€hrend ein identischer Server im Backuprechenzentrum nur zur Entwicklung und zum Testen genutzt wird. Bei einem Ausfall des Hauptrechenzentrums wird der Entwicklungs- und Testserver fĂŒr die Aufrechterhaltung der Produktivsysteme genutzt. Es ist fĂŒr diese Zeit dann zwar kein Entwickeln mehr möglich, aber die akut wichtigere Produktion fĂ€llt nicht aus.
In der Kombination aus Haupt- und Backup-Rechenzentrum wĂ€chst aber auch die Gefahr, notwendige Erweiterungen und ErgĂ€nzungen (Klima, Energie, Zutritt, Ăberwachung, Energieeffizienz) nicht oder nur verspĂ€tet vorzunehmen, da es ja eine vermeintlich weitere Sicherheitsstufe durch das Vorhandensein eines Backup-Rechenzentrums gibt.
Notfall-Management
In jeder Konfiguration von Rechenzentren ist ein Notfall- oder Katastrophenmanagement unabdingbar. Jeder Beteiligte muss im Ernstfall wissen, was zu tun und wer zu informieren ist. Die Grundlage dieses Wissens und Handelns ist das Notfallhandbuch, in dem alle relevanten Informationen ĂŒber das Rechenzentrum, die eingesetzten Systeme und Infrastrukturen, die âschnelle Eingreiftruppeâ und der Ablaufplan inkl. aller Personen und deren Kontaktdaten enthalten sein mĂŒssen. Zur ĂberprĂŒfung der Notfallszenarien sind realistische und periodische Tests durchzufĂŒhren.
Energieverbrauch und Energienutzung
Kennzahlen
Im Jahr 2018 betrug der Stromverbrauch der Rechenzentren weltweit ca. 205 Terra-Wattstunden (TWh).cite-ref-14[14] Da es sich bei der Bestimmung des weltweiten Energieverbrauchs von Rechenzentren aber im Allgemeinen um modellbasierte Hochrechnungen handelt, ist dieser Wert ein NĂ€herungswert und keine empirisch quantifizierte GröĂe.
Im Jahr 2018 betrug der Energiebedarf der Rechenzentren in Deutschland 14 Milliarden Kilowattstunden.cite-ref-15[15] Bis 2020 stieg er auf 16 Milliarden, also drei Prozent des gesamten deutschen Stromverbrauchs.cite-ref-16[16] Davon entfĂ€llt nur ein Teil auf den tatsĂ€chlichen Betrieb der IT,cite-ref-1-17-0[17] ca. 50 Prozent werden durch KĂŒhlung, USV und andere Komponenten verursacht.cite-ref-bitkomleitfaden-18-0[18] GroĂe Rechenzentren können einen dauerhaften Leistungsbezug von 100 MW elektrischer Energie aufweisen.cite-ref-werner-19-0[19]
Auf die geschÀtzten 85 Rechenzentren in der Schweiz entfallen fast vier Prozent des Schweizer Stromverbrauchs (Stand: 2022).cite-ref-20[20] Im Jahr 2019 betrug der Stromverbrauch der Rechenzentren und ServerrÀume in der Schweiz rund 2,1 Milliarden Kilowattstunden oder 3,6 Prozent des gesamten Schweizer Stromverbrauchs. Im Jahr 2013 lag der Stromverbrauch der schweizerischen Rechenzentren noch bei rund 1,7 Milliarden Kilowattstunden oder 2,8 Prozent des Gesamtstromverbrauchs in der Schweiz.cite-ref-21[21]
2023 ĂŒberstieg der Stromverbrauch von Rechenzentren Irlands erstmals den der Gesamtheit der irischen Haushalte.cite-ref-22[22] Laut Internationaler Energieagentur (IEA) machten Rechenzentren 2022 etwa 1,0 bis 1,5 Prozent des globalen Stromverbrauchs aus. Mit dem Boom von Sprachmodellen und generativer KI ist dieser weiter stark angewachsen, sodass bis 2030 vielerorts mindestens von dessen Verdopplung ausgegangen wird.cite-ref-0-23-0[23]
2024 berichtete The Guardian, dass die von 2020 bis 2022 verursachten CO2-Emissionen der Rechenzentren von Google, Microsoft, Meta und Apple die zunĂ€chst veröffentlichten Zahlen um das 7-fache ĂŒbertrafen. Amazon nimmt dabei weiterhin die Spitze der Emittenten in der Gruppe der GAFAM-Konzerne ein.cite-ref-0-23-1[23] DiesbezĂŒglich soll im stillgelegten Kernkraftwerk Three Mile Island sogar wieder ein Reaktor in Betrieb genommen werden.cite-ref-24[24]
Green IT
Alle MaĂnahmen, die zu einer effizienteren Ressourcenauslastung des IT-Equipments, einer Reduktion der CO2-Emissionen sowie zu einer höheren Energieeffizienz beitragen, werden unter den Begriff Green IT subsumiert. Seit 2006 zĂ€hlt Green IT zu den Leitthemen der IT-Branche und konnte sich weitestgehend von dem Vorwurf befreien, bloĂes Marketinginstrument zu sein. HerstellerunabhĂ€ngige Empfehlungen zur Gestaltung einer RZ-Umgebung im Sinne der Green IT sind auf Webseiten des Bitkom,cite-ref-bitkomleitfaden-18-1[18] von Gartner,cite-ref-1-17-1[17] dem Borderstep Institutcite-ref-25[25] und Uptime Institutecite-ref-26[26] zu finden. GröĂere Rechenzentren in Deutschland (von wenigen Ausnahmen abgesehen, z. B. Rechenzentren die reine Netzknoten sind) fallen ab 2024 unter die Vorgaben des Energieeffizienzgesetz.
WĂ€rmeauskopplung
Rechenzentren besitzen aufgrund ihres hohen Energiebedarfs, der mit einem erheblichen KĂŒhlbedarf fĂŒr das AbwĂ€rmemanagement einhergeht, ein groĂes Potenzial fĂŒr die WĂ€rmeauskopplung. Zur Steigerung der Energieeffizienz kann die im Betrieb entstehende AbwĂ€rme mit GroĂwĂ€rmepumpen genutzt und die gewonnene WĂ€rmeenergie anschlieĂend in Nah- und FernwĂ€rmenetze eingespeist werden. Mit Stand 2017 wird dies z. B. in Rechenzentren in Stockholm und Helsinki bereits praktiziert.cite-ref-werner-19-1[19] Unter Einsatz von FlĂŒssigkeitskĂŒhlung können Temperaturen von bis zu 60 °C erreicht werden, was ausreichend ist, um ohne WĂ€rmepumpeneinsatz direkt in FernwĂ€rmenetze der vierten Generation einzuspeisen.cite-ref-koronen-27-0[27] Alternativ ist auch eine direkte Einspeisung in Kalte NahwĂ€rmenetze möglich, da diese auf einem ausreichend niedrigen Temperaturniveau arbeiten, um erzeugerseitig auf eine WĂ€rmepumpe verzichten zu können. Praktiziert wird letzteres z. B. in kalten NahwĂ€rmesystemen in ZĂŒrich, Wallisellen und Heerlen.cite-ref-buffa-28-0[28]
Potenzial zur Lastverschiebung
Rechenzentren bieten zudem hohes FlexibilitĂ€tspotenzial in intelligenten Stromnetzen. Da Rechenzentren ĂŒblicherweise nur teilausgelastet sind und manche Rechenoperationen nicht zeitkritisch sind, kann Rechenleistung bei Bedarf sowohl rĂ€umlich als auch zeitlich verschoben werden. Somit kann regional der Verbrauch gezielt gesenkt oder erhöht werden, ohne dass dies Auswirkungen auf die erbrachte Dienstleistungen hat. Weiteres Potenzial ergibt sich ĂŒber die ĂŒblicherweise installierten Systeme zur Unterbrechungsfreien Stromversorgung wie Batterien und Notstromaggregate, die ebenfalls fĂŒr die Erbringung von Regelleistung oder Spitzenlastdeckung eingesetzt werden können. Auf diese Weise könnten Systemkosten minimiert werden. Insgesamt wird fĂŒr möglich gehalten, dass europĂ€ische Rechenzentren im Jahr 2030 ein Lastverschiebungspotenzial von einigen GW bis einigen Dutzend GW besitzen.cite-ref-koronen-27-1[27]
Fehlende BerĂŒcksichtigung von Klimarisiken
Eine 2025 weltweit durchgefĂŒhrte Recherche auf Basis von Copernicus-Daten legt nahe, das sich knapp 7.000 der untersuchten 8.808 Rechenzentren in Regionen befinden, deren Temperaturbereiche und mitunter Luftfeuchtigkeit auĂerhalb dem fĂŒr den effizienten Betrieb von Rechenzentren empfohlenen Rahmen lĂ€gen. Die gewĂ€hlten Standorte erzeugten damit nicht nur unnötig hohe Ressourcen- und Energiebedarfe, sondern wĂŒrden beim jetzigen Stand mittelfristig auch erhöhte Ausfallrisiken aufgrund von Klimafolgen aufweisen.cite-ref-29[29]
Atomkraft fĂŒr Rechenzentren
Die Konzerne Amazon, Microsoft und Google kĂŒndigten 2024 an, fĂŒr den Betrieb ihrer Rechenzentren wieder auf Atomkraft zu setzen. Die Konzerne geben als Argument den erhöhten Energiebedarf an, der durch Technologien wie KI entsteht. Microsoft plant den Nachbarreaktor des in den 1970er Jahren havarierten AKW in Harrisburg wieder zur Inbetriebnahme verhelfen. Michael Terrell, Senior Director fĂŒr Energie und Klima bei Google kommentiert die Entscheidung: âWir sind der Meinung, dass Kernenergie eine wichtige Rolle spielen kann, um unseren Bedarf rund um die Uhr auf saubere Weise zu decken.âcite-ref-30[30]
Energieeffizienter Rechenzentrenbetrieb
Um einen umweltschonenden Betrieb eines Rechenzentrums nachzuweisen, sind verschiedene Zertifizierungen auf dem Markt verfĂŒgbar. Hierzu zĂ€hlen beispielsweise die Zertifizierungen nach EMAS oder die Zertifizierung nach dem Blauen Engel. Eine Zertifizierung ist vor allem fĂŒr Rechenzentren interessant wenn diese ihre Dienstleistungen an Dritte verkaufen und somit die Zertifizierung als zusĂ€tzliches Marketingargument verwenden können. Bisher mit dem Blauen Engel ausgezeichnet wurden das Bundesamt fĂŒr Seeschifffahrt und Hydrographie, das GSI Helmholtzzentrum fĂŒr Schwerionenforschung und das Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart.cite-ref-31[31]
Besichtigung
Viele Rechenzentren werden mit personellem und technischem Aufwand ĂŒberwacht und können nur von autorisiertem Personal betreten werden. Einige Rechenzentren zeigen im Rahmen von Tagen der offenen TĂŒr einen Teil ihrer Systeme kleinen, gefĂŒhrten Besuchergruppen.cite-ref-32[32] Kommerzielle Rechenzentren und Anbieter von RZ-FlĂ€chen bieten â insbesondere fĂŒr potenzielle Neukunden â FĂŒhrungen an.
Niklas Maak schlÀgt in seinem Servermanifest vor, Rechenzentren anstelle ihrer architekturphilosophischen Einordnung als Nicht-Orte als neue stÀdtische Begegnungsorte zur Diskussion von technologiepolitischen Fragestellungen zu konzipieren.cite-ref-33[33]
Gesetze und Normen
Regeln fĂŒr technisch-organisatorische MaĂnahmen, den Aufbau und Betrieb von Rechenzentren sind in der DIN EN 50600 beschrieben.
Siehe auch
Literatur
âą JĂŒrgen Dube: Computer fĂŒr Genossenschaften. Die Geschichte der genossenschaftlichen Rechenzentralen. Dt. Genossenschafts-Verlag, Wiesbaden 1993, ISBN 3-87151-002-5
âą Karl-Rudolf Moll: Informatik-Management. Aufgabengebiete â Lösungswege â Controlling. Springer, Berlin u. a. 1994, ISBN 3-540-57458-1
âą Torsten GrĂŒnder, Joachim Schrey (Hrsg.): Managementhandbuch IT-Sicherheit. Risiken, Basel II, Recht. Erich Schmidt, Berlin 2007, ISBN 978-3-503-10002-6
âą Sonja Palfner, Gabriele Gramelsberger: Rechenzentrum, in: Nadine Marquardt, Verena Schreiber (Hrsg.): Ortsregister. Ein Glossar zu RĂ€umen der Gegenwart. Transcript, Bielefeld 2012, S. 231â236 (Digitalisat)
âą Samee U. Khan, Albert Y. Zomaya: Handbook on Data Centers. Springer New York, New York, NY 2015, ISBN 978-1-4939-2091-4, doi:10.1007/978-1-4939-2092-1.
Weblinks
Commons
: Data centers
â Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Rechenzentrum
â BedeutungserklĂ€rungen, Wortherkunft, Synonyme, Ăbersetzungen
Einzelnachweise
cite-note-11. â GroĂrechenzentren: âKIâ-Platzhirsche bauen massiv aus. Abgerufen am 17. September 2025.
cite-note-22. â Rechenzentren-Disput, Computerwoche vom 18. MĂ€rz 1977.
cite-note-33. â Rechenzentren haben ein hohes Nachhaltigkeitspotenzial, Studie zur Bedeutung digitaler Infrastrukturen 2018, Borderstep Institut fĂŒr Innovation und Nachhaltigkeit
cite-note-44. â Rechenzentren sind unverzichtbar fĂŒr Wachstum und Wohlstand, DataCenter-Insider, Vogel IT-Medien GmbH, 25. Juli 2019
cite-note-55. â Rechenzentren: Steigende Investitionen können schrumpfende Marktanteile nicht ausgleichen, Mitteilung zu neuer Studie 2017, Borderstep Institut fĂŒr Innovation und Nachhaltigkeit
cite-note-it-daily-2019-66. â Ohne moderne Rechenzentren keine Digitalisierung, it-daily, IT Verlag fĂŒr Informationstechnik GmbH, 14. Oktober 2019
cite-note-77. â Rechenzentren: Steigende Investitionen können schrumpfende Marktanteile nicht ausgleichen, manage it, ap Verlag GmbH, 4. Januar 2018
cite-note-88. â Bitkom e.V: Hohe Strompreise belasten Rechenzentren und Digitalwirtschaft | Presseinformation | Bitkom e. V. 14. September 2022, abgerufen am 18. November 2024.
cite-note-99. â Strompreise bremsen deutsche Rechenzentren, Handelsblatt, 2. Februar 2015
cite-note-1010. â Marktanteile schrumpfen trotz steigender Investitionen@1@2Vorlage:Toter Link/www.crn.de (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im Dezember 2022. Suche in Webarchiven) Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prĂŒfe den Link gemÀà Anleitung und entferne dann diesen Hinweis., CRN, WEKA Fachmedien GmbH, 17. Januar 2018
cite-note-1111. â Joe Wilkins: AI Data Centers Are an Even Bigger Disaster Than Previously Thought. In: Futurism. 10. Oktober 2025, abgerufen am 12. Oktober 2025 (amerikanisches Englisch).
cite-note-1212. â BITKOM Leitfaden: Betriebssichere Rechenzentren, 2010, Version 2, S. 35ff. Bitkom.org, archiviert vom Original (nicht mehr online verfĂŒgbar) am 2. Juli 2011; abgerufen am 20. Oktober 2011.
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cite-note-2424. â Sophie Iselin: Big Data - KI verschlingt zu viel Energie: Techgiganten setzen auf Kernkraft. In: srf.ch. 9. Oktober 2024, abgerufen am 9. Oktober 2024.
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cite-note-2929. â Hazel Gandhi, Rina Chandran: We mapped the worldâs hottest data centers. In: Rest of World. 15. Dezember 2025, abgerufen am 18. Dezember 2025 (amerikanisches Englisch).
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cite-note-3232. â Tag der offenen TĂŒr im Leibniz-Rechenzentrum lrz-muenchen.de, abgerufen am 23. Juni 2010.
cite-note-3333. â Niklas Maak: Servermanifest. Architektur der AufklĂ€rung. Data Center als Politikmaschinen. Hatje Cantz, Berlin 2022, ISBN 978-3-7757-5069-1.