Hohe Temperaturen können nicht nur für Menschen gefährlich werden – auch Server dürfen nicht überhitzen. Welche Maßnahmen ergreift das RRZE zur Kühlung seiner IT-Infrastruktur?
 
Der Fall ging durch die Medien: Mitte Juli meldeten Google und Oracle stundenlange Ausfälle in ihren Londoner Rechenzentren – bedingt durch Probleme mit der Kühlung, als die Temperaturen in Großbritannien auf bis dahin noch nie zuvor gemessene 40,3 Grad kletterten. Damit ist klar: Auch IT-Infrastruktur ist von Hitzeereignissen betroffen, die Kühlung der sensiblen Systeme ist essenziell.

Kühlsysteme des Serverraums am RRZE

„Es gibt zwei Kühltechniken, die das RRZE derzeit hauptsächlich nutzt“, sagt Stephan Heinrich, Leiter der Haustechnik am Regionalen Rechenzentrum Erlangen (RRZE). „Für Server mit normalem Leistungsspektrum, die nicht so viel Energie verbrauchen (zum Beispiel solche, die für E-Mail-Verkehr oder Datenablage eingesetzt werden), haben wir eine Lüftungsanlage im Einsatz. Anders sieht es bei HPC-Servern, also den Hochleistungsrechnern des Zentrums für Nationales Hochleistungsrechnen Erlangen (NHR@FAU), aus. Aufgrund der hohen Rechenleistung auf engstem Raum werden die Komponenten (z. B. CPU, Arbeitsspeicher) direkt mit Wasser gekühlt oder es befindet sich ein Kühler (Wärmetauscher) direkt an der hinteren Serverschranktür.“ Diese sogenannten Rückkühltüren sind verrohrt und führen kaltes Wasser, sodass die heiße Luft heruntergekühlt wird.
 
Das bedeutet: Grundlage der Kühlung ist in beiden Fällen kaltes Wasser. Denn auch die Lüftungsanlage basiert darauf, dass ein zentraler Kühler mit kaltem Wasser durchströmt wird, wodurch die Luft gekühlt wird. Diese kalte Luft wird dann in den Serverraum geleitet.
 
Auf die Frage, ob das Kühlsystem des RRZE während der Hitzeperioden im Sommer vor besondere Herausforderungen, gestellt wurde, schüttelt Stephan Heinrich den Kopf. „Wir sind bisher gut durch die heiße Zeit gekommen“, sagt er. Das liege, abgesehen von den effizienten und redundant ausgelegten Kühlsystemen daran, dass sich der RRZE-Serverraum in einem Teil des Gebäudes befinde, der kaum Außentemperaturschwankungen unterliege und somit von außen sehr wenig beeinflusst werde.

Energiesparmaßnahme: schrittweise Erhöhung der Temperatur im Serverraum

Derzeit wird die Temperatur der Luftkühlung im Serverraum gerade schrittweise erhöht – auch am RRZE geht das Thema Energiesparen natürlich nicht spurlos vorbei. „Bisher haben wir die Temperatur auf 21 Grad gehalten.  Um in heißen Sommern zumindest bei den normalen Servern Energie zu sparen, werden wir diese Temperatur schrittweise auf 24 Grad erhöhen“, sagt Stephan Heinrich. „Ein Grad macht schon viel aus bei der großen Energieleistung, die in diesen Räumen installiert ist.“ Die Server der HPC-Systeme sind davon allerdings ausgenommen, weil diese, wie bereits erwähnt, direkt mit Kaltwasser gekühlt werden.
 
Mit der Temperaturerhöhung wurde vergangene Woche begonnen. Nun soll geschaut werden, ob und wie sich die erhöhten Temperaturen auf das Funktionieren der Server auswirken. Wichtig ist, dass wir nicht an der Sicherheit sparen“, betont Stephan Heinrich. „Wir haben unsere Kühlsysteme redundant ausgelegt und insgesamt drei Anlagen, die einsatzfähig sind (und von denen eine ausschließlich mit Kaltwasser zur Kühlung der HPC-Systeme arbeitet). Wenn eine davon ausfallen sollte, übernimmt sofort eine andere.“

Mögliche Folgen bei einem Totalausfall der Kühlung

Würden alle Kühlsysteme gleichzeitig ausfallen – was bisher noch nie passiert ist –, wäre beispielsweise die FAU-Webseite nicht mehr erreichbar, E-Mails könnten nicht abgerufen werden und der Internetzugang für die Nutzenden des FAU-Netzes würde ausfallen.
 
Da die Kühlsysteme enorm wichtig für den sicheren Betrieb von Rechenzentren sind, stehen sie übrigens auch beim geplanten Neubau eines nordbayerischen Hochleistungsrechenzentrums im Fokus. „Für den Neubau legt man die Anlage auf höhere Temperaturen aus“, sagt Stephan Heinrich, „sodass es dort zu keinen Ausfällen kommt. Die normalen Klimaanlagen sind im Moment so ausgelegt, dass bis 35 Grad Außentemperatur noch gekühlt werden kann; das muss man natürlich in Zukunft höher ansetzen. Auch bei 40 Grad Außentemperatur muss die Kühlung noch gut und sicher funktionieren.“

Text: Elisabeth Kolb