2,5-Zoll-Festplatten verbrauchen deutliche weniger Energie als 3,5-Zoll-Modelle. Welche Vorteile ein Umstieg auf den kleineren Formfaktor für ein Rechenzentrum bringt, erklären Dean Edwards und Tim Wright.

Von steigenden Energiepreisen und verschärften Vorschriften zur Reduzierung der Umweltbelastung durch IT-Geräte und -Infrastrukturen sind vor allem auch Rechenzentren betroffen. Die Einführung energieeffizienter Lösungen gewinnt hier deshalb zunehmend an Bedeutung. Ein integrierter Lösungsansatz muss dabei auch die Vorteile berücksichtigen, die eine Migration auf die 2,5-Zoll-Festplatten-Technologie bringt. Denn sie bietet ein zusätzliches Energieeinsparpotenzial und damit die Möglichkeit zur weiteren Kostenreduzierung.

Trotz der angespannten konjunkturellen Lage werden gerade in Rechenzentren Investitionen in größerem Umfang getätigt. Im ersten Quartal 2010 haben beispielsweise Unternehmen in den fünf europäischen Städten Frankfurt, London, Paris, Amsterdam und Madrid die Fläche ihrer Rechenzentren um 12.655 m² erweitert - so das Ergebnis einer Marktuntersuchung von CB Richard Ellis (CBRE), einem Dienstleistungsunternehmen auf dem gewerblichen Immobiliensektor. Eine Abschwächung dieses Trends sieht CBRE auch nicht für das weitere Jahr 2010.

Die Erweiterung von Rechenzentren ist ohne Einführung neuer Technologien jedoch auch mit einer Zunahme der Umwelt-Auswirkungen verbunden. Gerade dies wird aber vom Gesetzgeber zunehmend unterbunden. In etlichen europäischen Ländern gibt es im Hinblick auf die Energieeffizienz von Rechenzentren bereits regulatorische Empfehlungen beziehungsweise Vorschriften. So wurde beispielsweise in Deutschland bereits im November 2008 auf dem dritten Nationalen IT-Gipfel im Hinblick auf den IT-Betrieb des Bundes beschlossen, dass der Energieverbrauch bis zum Jahr 2013 um 40 Prozent gegenüber dem Jahr mit dem höchsten Verbrauch vor 2009 zu reduzieren ist.

Energiefresser Rechenzentrum

Das Rechenzentrum trägt erheblich zum Gesamtstromverbrauch eines Unternehmens oder einer Behörde bei. Laut Phil Case, einem Klimawandel-Experten bei PricewaterhouseCoopers, kann der Energieverbrauch eines Rechenzentrums - vom operativen 24x7-Betrieb bis zur Kühlung - bei 20 Prozent des gesamten Strombedarfs liegen. Bis heute betreffen die meisten Maßnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs dabei die Kühlung. Eine nicht unerhebliche Rolle kommt hierbei auch dem Einsatz einer Technologie zu, die weniger Wärme entwickelt und dadurch einen geringeren Kühlungsbedarf hat. Es handelt sich um energieeffiziente 2,5-Zoll-HDDs, die die traditionell als Storage-Medium in Rechenzentren genutzten 3,5-Zoll-HDDs ablösen können.

Small-Form-Factor-HDDs (SFF-HDDs) für Storage-Systeme gewinnen heute zunehmend auch im Enterprise-Bereich an Bedeutung. Die neue Generation an 2,5-Zoll-HDDs bietet die Features und Funktionalität des größeren Formfaktors 3,5-Zoll, ermöglicht aber im Vergleich dazu auch erhebliche Energieeinsparungen. Auf Komponentenebene wird das zum Beispiel durch die 2,5-Zoll-Spindelmotoren erreicht, die einen geringeren Strombedarf haben, da die bewegten Massen viel geringer sind. Zusätzliche Einspar-potenziale ergeben sich durch innovative Energiesparmodi, welche die Umdrehungsgeschwindigkeit des Laufwerkes reduzieren, wenn kein Zugriff erfolgt. Aktuelle Tests belegen, dass SFF-HDDs eine bis zu 40-prozentige Senkung des Energieverbrauchs im Vergleich zu einer 3,5-Zoll-HDD mit gleicher Kapazität bieten.

Der entscheidende Grund, keine SFF-HDDs in Enterprise-Applikationen einzusetzen, war bisher die geringere Speicherkapazität. Doch seit Kurzem können sie es hier auch mit 3,5-Zoll-Festplatten aufnehmen. Andere Aspekte, die bisher gegen eine Verwendung von 2,5-Zoll-HDDs in Rechenzentren sprachen, sind inzwischen überholt. Zum Beispiel übertreffen SFF-HDDs die 3,5-Zoll-Laufwerke im Hinblick auf die Energieeffizienz bereits seit Mitte 2008. Bei den Kosten pro Gigabyte liegen beide Technologien seit 2009 gleichauf. Und in diesem Jahr werden 2,5-Zoll-Modelle auf den Markt kommen, die kosteneffizienter als 3,5-Laufwerke sind.

Die geringere physikalische Größe von SFF-HDDs erlaubt es auch, in Rechenzentren zusätzliche Storage-Kapazität ohne steigende Betriebskosten oder zusätzlichen Energieverbrauch zu integrieren. Der Platzbedarf (Volumen) ist rund 70 Prozent niedriger als bei 3,5 Zoll-HDDs. Da eine größere Anzahl an 2,5-Zoll-HDDs in das Durchschnitts-Rack eines Rechenzentrums integriert werden kann, steht auch mehr Storage-Kapazität pro m² zur Verfügung. Die Möglichkeit, bestehende Ressourcen für die Datenspeicherung umfassender nutzen zu können, verringert gleichzeitig die Notwendigkeit zum Ausbau des Rechenzentrums - sowohl im Hinblick auf die benötigte Fläche als auch den zur Kühlung erforderlichen Energiebedarf. Zudem können Unternehmen bei der Migration von 3,5- auf 2,5-Zoll-HDDs ihre alte Infrastruktur teilweise beibehalten. Möglich wird das durch die Verwendung von 3,5 Zoll großen Einbaurahmen, in die 2,5-Zoll-Festplatten eingesetzt werden können. Dadurch werden kosten- und zeitintensive Anpassungen der auf den Einsatz von 3,5-Zoll-HDDs ausgelegten Server- und Storage-Infrastruktur überflüssig.

2,5-Zoll-HDDs sind robuster und leiser

Ein weiterer Vorteil von 2,5-Zoll-HDDs: Sie bieten eine bessere Vibrationstoleranz als ihre 3,5-Zoll-Pendants. Das ist vor allem bei Enterprise-HDDs wichtig, denn wenn mehrere Festplatten in einem Raid-Verbund betrieben werden, können sich die Vibrationen der einzelnen Festplatten im ungünstigsten Fall aufsummieren. Auch bei der Geräuschentwicklung spricht einiges für 2,5-Zoll-HDDs. Bei einer 2,5 Zoll großen Festplatte liegt der dB-Wert typischerweise bei 29 dB, eine vergleichbare 3,5-Zoll-HDD kommt auf 34 dB. Geht man davon aus, dass ein durchschnittliches Rechenzentrum mehrere Hundert oder sogar Tausend Festplatten im Einsatz hat, kann die Migration zur 2,5-Zoll-Technologie zu einer spürbaren Senkung des Geräuschpegels führen.

Da Small-Form-Factor-HDDs im Betrieb nicht so viel Wärme entwickeln wie 3,5-Zoll große HDDs, besteht auch eine geringere Gefahr, dass sie überhitzen, wenn mehrere in unmittelbarer Nähe in einem Server-Rack installiert sind. Das führt zu einer optimierten Ausfallsicherheit. Außerdem bedeutet eine geringere Wärme auch einen niedrigeren Klimatisierungsbedarf. Und das ist insbesondere von Bedeutung, wenn man bedenkt, dass die Kühlung über 40 Prozent des gesamten Energieverbrauchs eines Rechenzentrums beansprucht - laut Berechnungen beispielsweise von Green Grid , einem Konsortium führender IT-Unternehmen, das Lösungen für ein nachhaltig energieeffizientes Rechenzentrum entwickelt. Green-Grid-Untersuchungen ergaben, dass bei der Energienutzung im Rechenzentrum 33 Prozent auf Kälteaggregate, 9 Prozent auf den Luftaustausch in den Serverräumen und 3 Prozent auf die Luftbefeuchtung entfallen. Mit 60 Prozent und damit noch höher veranschlagt die britische Royal Institution of Chartered Surveyors (RICS) den Anteil der Kühlung am gesamten Energiebedarf eines Rechenzentrums.

Obwohl der Einsatz von SFF-HDDs noch ein relativ neues Thema im Bereich der Enterprise-IT ist, verdichten sich die Anzeichen, dass die Technologie bei den weltweit größten Systemintegratoren und Betreibern von Rechenzentren an Bedeutung gewinnt. Entsprechende Lösungen stellen beispielsweise bereits führende Server- und Storage-Anbieter wie Hewlett-Packard oder Dell bereit. In einer aktuellen Untersuchung von IDC zur Enterprise-HDD-Marktentwicklung von 2010 bis 2014 wird prognostiziert, dass der Anteil der Performance-optimierten 2,5-Zoll-HDDs hier im Jahr 2012 bei 100 Prozent liegt.

In einer Zeit, in der Unternehmen auch im IT-Bereich unter erheblichem Kostendruck stehen und Regierungen zunehmend das Thema Energieeffizienz aufgreifen, ist auch der Einsatz von Small-Form-Factor-HDDs ein nicht zu vernachlässigender Faktor. Die jährliche Energiekosten-Reduzierung führt zu einem sehr schnel-en Return on Investment. Da hier Kosten- und Umweltaspekte Hand in Hand gehen, ist es offensichtlich, warum IDC von einer weiteren Marktdurchdringung der SFF-HDD-Technologie ausgeht. (haf)