Rechenzentren „on the Edge“

Soziale Medien, Streaming-Dienste, Cloud-Computing – die fortschreitende Digitalisierung sorgt bereits heute für riesige Datenmengen und ein Blick in die nahe Zukunft kündigt einen weiteren Anstieg der zu verarbeitenden Informationen an.

Nicht nur, weil der Bedarf von Seiten der Konsumenten unersättlich scheint – man denke nur an Video-Streaming oder Gaming-Dienste –, sondern auch, weil Technologien wie 5G und Edge-Computing die digitale Landschaft nachhaltig verändern werden. Eine Entwicklung, die Herausforderungen für ein zentrales Element der Datenverarbeitung und Speicherung – die Rechenzentren – mit sich bringt. 

5G, Internet of Things (IoT) und Edge Computing

Mit der Inbetriebnahme der ersten 5G-NR-Sendemasten in Deutschland rückt die Zukunft ein Stück näher. Eher früher als später werden mit dem weiteren Ausbau des Netzes flächendeckend Übertragungsgeschwindigkeiten möglich sein, die das Potential der bestehenden Netzwerke um das 100- bis 800-fache übersteigen. Diese Entwicklung wird nicht nur das mobile Netz selbst, sondern auch das Internet der Dinge weiter vorantreiben, da nun die für den Transport riesiger Datenmengen notwendige Infrastruktur vorhanden ist.

Einen weiteren wichtigen Baustein in diesem Zusammenhang bildet das Edge Computing, unter anderem mit Blick auf das Thema „Real Time Data“. Es bringt die Berechnung, Datenspeicherung und Datenanalyse physisch näher an den Ort, an dem sie tatsächlich benötigt wird. Dies verkürzt Antwortzeiten drastisch, löst Latenzprobleme und macht damit die sofortige Nutzung der Daten erst möglich. Unter dem Strich bedingen Edge Computing und 5G sich gegenseitig und stellen gleichzeitig enorme Ansprüche an die Rechenzentren der Zukunft.

Rechenzentren „on the Edge“

Je mehr die Nachfrage nach digitalen Diensten wächst und die Entwicklung voranschreitet, desto mehr steigt der Druck auf die Rechenzentren. Je mehr Anwendungen, Edge-Devices und Services, desto mehr Daten werden erzeugt. Das wiederum erhöht die Nachfrage nach leistungsfähigen Rechenzentren – und dabei geht es nicht mehr zwingend nur um große, zentral arbeitende Einrichtungen. Zur Zukunft gehören genauso kleine Data Center „on the Edge“, die näher am Endnutzer eingerichtet werden und so lokalisierte digitale Dienste ermöglichen.

Was es zu bedenken gilt
Die Schaffung kleiner, spezialisierter Rechenzentren klingt zunächst nach einer simplen Lösung, jedoch gibt es einige Herausforderungen, die es im Zusammenhang mit anstehenden Datenexplosion und der Erweiterung der Rechenzentrumslandschaft zu bewältigen gilt:

1. Bewältigung der Sicherheitsanforderungen
   Im Rahmen von IoT und Edge Computing müssen die Themen Datenschutz und Sicherheit neu durchdacht werden, denn neben der Interaktion von Menschen und Technologie wird die unabhängige Kommunikation zwischen Geräten und Systemen mehr und mehr an Bedeutung gewinnen. Mehr Rechenzentren und mehr Geräte bedeuten aber gleichzeitig mehr Zugriffspunkte für mögliche Angreifer. Wenn Authentifizierungen durch Passwörter und andere Berechtigungsnachweise fehlen, müssen neue Wege gefunden werden, um die Sicherheit der Daten zu gewährleisten und die Privatsphäre der Kunden und Nutzer zu schützen.
    
2. Der enorme Energiebedarf der Rechenzentren
   Schätzungen zufolge werden Rechenzentren bis 2025 für etwa ein Fünftel des weltweiten Energiebedarfs verantwortlich sein. Beim Bau einzelner, großer Rechenzentren haben Betreiber versucht, das Problem durch verschiedenste Innovationen in den Griff zu bekommen, beispielsweise durch den Bau unter Wasser. Für kleine Rechenzentren, die nah am Geschehen platziert werden sollen, können solche Lösungen nicht in jedem Fall garantiert werden. Hier braucht es neue Ansätze, die gleichzeitig den ökologischen Anforderungen unserer Zeit gerecht werden.
    
3. Verantwortlichkeiten bei der Einrichtung und Finanzierung
   Nicht zuletzt stellt sich die Frage, wer einen Aus- und Umbau kleiner, spezialisierter Rechenzentren vorantreibt und umsetzen könnte. Der Telekommunikationssektor zum Beispiel wird stark von der Umstellung auf 5G profitieren. Die Netze werden weitaus vielseitiger und skalierbarer sein. Daher erscheint es sinnvoll, dass die Telekommunikationsunternehmen sich am Ausbau der Infrastruktur für IoT-Anwendungen und Edge Computing beteiligen. Auch die Zusammenarbeit mit öffentlichen Einrichtungen und privaten Technologieunternehmen ist denkbar. 

Für die Rechenzentren selbst bedeuten die beschriebenen Herausforderungen, bestehende Technologien in Frage zu stellen und neue Wege zu beschreiten. Unter anderem braucht es optimierte Speicherkapazität, schnellere Server, einen weit verbreiteten Einsatz von Hardware-Verschlüsselung und effektivere Komprimierung. Allein der Übergang von SAS-Speichern auf SSDs kann zum Beispiel eine dramatische Auswirkung auf den Stromverbrauch haben, wenn er auf die Ebene ganzer Rechenzentren hochgerechnet wird. Das Aufkommen von 3D-NAND ermöglicht höhere Leistung, höhere Kapazitäten und bessere Skalierbarkeit.

Ohne Zweifel werden 5G und Edge Computing die digitale Zukunft bestimmen und eine ganze Reihe neuer Produkte, Anwendungen und Services ermöglichen – eine riesige Chance für Unternehmen. Um die dafür benötigte Infrastruktur zu schaffen, muss auch die Rechenzentrumslandschaft neu aufgestellt und an die zukünftigen Herausforderungen angepasst werden. Innovationen technischer Natur sind hier genauso gefragt wie die Zusammenarbeit verschiedenster Unternehmen und öffentlicher Stellen. 

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