Earth Day und das Dilemma der Rechenzentren

Ende 2023 gibt es weltweit fast 11.000 Rechenzentren, wobei die Vereinigten Staaten, Deutschland, Großbritannien und China bei der Anzahl der Standorte führend sind – gemessen an ihrem Stromverbrauch. Allein in Deutschland ist der Stromverbrauch von Rechenzentren in den letzten Jahren drastisch gestiegen.

Lag er 2012 noch bei ca. 11 Milliarden Kilowattstunden (kWh.) pro Jahr, so waren es 2022 schon insgesamt 18 Milliarden kWh; Tendenz weiter steigend. Doch nicht nur der Stromverbrauch von Rechenzentren ist immens, auch der Wasserverbrauch für die Kühlung der Technologie hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Jeff Wittich, Chief Product Officer beim Chip-Unternehmen Ampere nimmt Entwicklungen und aktuelle Zahlen unter die Lupe.

Globaler Anstieg des Ressourcenverbrauchs

Das Aufkommen disruptiver Technologien, insbesondere der künstlichen Intelligenz (KI), hat einen exponentiellen Anstieg des Datenverkehrs ausgelöst, der die Nachfrage nach zusätzlichen Rechenzentren und Energie weiter ansteigen lässt. Laut einer aktuellen Bitkom Studie beläuft sich der Energieverbrauch bei linearem Wachstum im Jahr 2030 auf ca. 27 Terawattstunden pro Jahr, sollte jedoch die Nachfrage weiter drastisch steigen, könnten es sogar um die 34 Terrawattstunden werden. Daher ist es nicht verwunderlich, dass bereits heute die Nachfrage nach energieeffizienten Lösungen für Rechenzentren immens ist.  

Das wachsende Interesse an umweltfreundlichen Lösungen für Rechenzentren treibt auch das Wachstum der Kühlungsmärkte voran. Prognosen zufolge werden die Ausgaben für Kühltechnologien für Rechenzentren von 12,7 Milliarden US-Dollar im Jahr 2023 auf 29,6 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030 steigen. Für die Kühlung werden jedoch erhebliche Mengen an Wasser benötigt, was für die Standorte eine zunehmende Herausforderung darstellt. In der ostbrandenburgischen Gemeinde Neuenhagen zum Beispiel mussten Hyperscaler wegen sinkender Grundwasserstände neue Rechenzentren zurückstellen. In der Zwischenzeit erforschen Nationen auf der ganzen Welt weitere unkonventionelle Lösungen. China sorgte im vergangenen Jahr mit der Einrichtung des “weltweit ersten kommerziellen Unterwasser-Rechenzentrums”, das den Ozean als natürlichen Kühlmechanismus nutzt, für Aufsehen. Dieser innovative Ansatz soll die Gesamtenergieeffizienz um 40 Prozent bis 60 Prozent verbessern, aber es gibt noch immer Bedenken hinsichtlich der Zugänglichkeit und der Wassertemperatur.

KI: Entscheidende Rolle für die Zukunft der Rechenzentren

Mit fortschreitendem Technologiegrad ist klar geworden, dass KI nicht mehr nur ein Unterscheidungsmerkmal ist, sondern für die Geschäftsexpansion unerlässlich ist. Fast 77 Prozent der Geräte nutzen heute KI-Technologie, und 84 Prozent der Führungskräfte sind der Meinung, dass sie die Technologie übernehmen und nutzen müssen, um ihre Geschäftsziele zu erreichen. Koryphäen der Tech-Branche haben sich zu Wort gemeldet und bieten Strategien an, um die ökologischen Auswirkungen der durch KI angetriebenen Expansion von Rechenzentren zu mildern. Sam Altman, der Leiter von OpenAI, nannte die Kernfusion als eine mögliche Lösung. Die Industrie hat jedoch schnell gekontert und argumentiert, dass das rasante Tempo der KI-Innovation eine unmittelbare Lösung erfordert. Um Schritt zu halten, brauche es jetzt eine Lösung.

Energieeffizienzdurch CPU-Lösungen

Schon heute gibt es eine unkomplizierte Lösung im Herzen des Rechenzentrums: die CPU. Während die Branche nach mehr GPU-Leistung schreit, ist die Realität, dass die Mehrheit der Arbeitslasten keine GPU benötigt – 85 Prozent, um genau zu sein. GPU-freie Plattformen mit Cloud Native Prozessoren und optimierten KI-Frameworks maximieren nicht nur die Leistung, sondern auch die Energieeffizienz und Erschwinglichkeit für KI-Inferencing-Workloads. Somit können CPU-Lösungen die bis zu 2,9-fache Leistung erbringen, als vergleichbare GPU-basierte Lösungen und verbrauchen zudem erheblich weniger Strom pro Inferenz.

Die sich entwickelnde Rechenzentrumslandschaft steht an einem kritischen Punkt, an dem Wachstum, Effizienz und Umweltbelange in Einklang gebracht werden müssen. Mit der steigenden Datennachfrage, die durch bahnbrechende Technologien wie künstliche Intelligenz (KI) vorangetrieben wird, nimmt die Verantwortung für Nachhaltigkeit zu. Innovative Ansätze wie Unterwasser-Rechenzentren zeigen, dass die Branche bereit ist ,unkonventionelle Wege zu gehen, um die Umweltauswirkungen zu mindern. Gleichzeitig bietet die Optimierung des CPU-Einsatzes eine praktische Möglichkeit, Energieeffizienz und Kostenwirksamkeit sofort zu verbessern.

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