Netzwerk & Infrastruktur

RACK-INFRASTRUKTUR

Die Rack-Infrastruktur im Rechenzentrum ist die physikalische Basis für IT-Systeme. In standardisierten Gestellen (Racks) werden Server, Storage, Switches etc. montiert, um die Kühlung zu optimieren, Platz zu sparen und zur einfachen Verwaltung.
Entwicklung im Zeitverlauf

Rack-Infrastruktur

In den Anfängen der Computer wurden diese in großen, individuellen Stand-Gehäusen verbaut.

Mit der Weiterentwicklung der IT-Technologie (Single-, Dual-, Mehrfach-Prozessoren) und immer mehr Einsätzen von Servern und IT-Geräten wurde diese Gehäuseform (die Stand-Gehäuse) jedoch ineffizient.

In dieser Zeit begannen Unternehmen auf standardisierte 19“ Rackeinheiten zu setzen. Dies ermöglichte erst die weitere Entwicklung durch eine bessere Raumausnutzung, Kühlung und Verwaltbarkeit.

Die neue Standardisierung in Rackeinheiten wird vorwiegend von Organisationen und Unternehmen verwendet, die auf die Entwicklung der IT-Infrastruktur durch oben genannte Faktoren (wie bessere Raumausnutzung, Kühlung, Verwaltbarkeit) angewiesen sind.

Unterschiede in der Anwendung

Heute findet man 19“ und 21“ Racksysteme in Rechenzentren bei Hosting-Providern, Cloud-Dienstanbietern, wo Tausende von Servern, Storage und Netzwerkstrukturen stehen.

Telekommunikationsunternehmen und Forschungseinrichtungen sowie Universitäten verwenden teilweise Rackinfrastrukturen für kurze Tiefen, oder auf Freigestellen für eine einfachere Verwaltung.

Arten von Racks

Heute gibt es durch die zahlreichen Anwendungsbereiche auch Unterschiede in der Rackstruktur. Daher kann mittlerweile zwischen offenen Racks, geschlossenen Racks, Telco-Racks, Server-Racks und Kühl-Racks unterschieden werden. Je nach Einsatzgebiet sind diese Rack-Arten einzeln oder gemischt anzutreffen.

MEHRWERTE DER LÖSUNG

Vorteile von Rack-Infrastrukturen

Ohne Rack-Infrastruktur wären Effizienz, Skalierbarkeit und Wartung in modernen IT-Systemen stark eingeschränkt. Racks bieten optimale Platznutzung, Kühlung, Verwaltung und Sicherheit, was für reibungslosen Betrieb und schnelles Wachstum unerlässlich ist.

Platzoptimierung

Ermöglicht mehr unterschiedliche Technologie auf kleinsten Raum für eine kompakte Anordnung.

Effiziente Kühlung

Gleichmäßige Kühlung und strukturierte Platzierung verhindert Überhitzung.

Einfache Verwaltung

Steuerung und Wartung und Steuerung von Hardware-Komponenten von einem zentralen Punkt aus.

Skalierbarkeit

Wachsende Anforderungen benötigen heute einfaches Hinzufügen oder Austauschen von Systemen.

Ordnung und Zugänglichkeit

Installation und Fehlerbehebung werden durch ein Kabelmanagement und klare Anordnung erleichtert.

Sicherheit

Abgeschlossene Racks und kontrollierter Zugang verbessern die physische Sicherheit.

Arten von Rack-Infrastruktur

An moderne Rack-Infrastrukturen werden unterschiedliche Anforderungen gestellt und je nach Einsatzgebiet oder Standort eignen sich verschiedene Lösungen hierfür. In den meisten Fällen spielt bei einer Rack-Infrastruktur die Art der Kühlung eine entscheidende Rolle, die auf die Effizienz und Funktionsweise der Systeme einen spürbaren Einfluss hat. 

Im Moment sind auf dem Markt drei unterschiedliche Systemkühlungs-Möglichkeiten verfügbar und bei Boston erhältlich, wie luftgekühlte Systeme (Air Cooling), flüssigkeitsgekühlte Systeme (Direct Liquid Cooling) und Eintauchkühlsysteme (IT – Immersion Cooling). 

Air Cooling in Racksystemen

Luftgekühlte Rack-Infrastruktur

Luftgekühlte Racksysteme sind der Standard im 19“ Rechenzentrum. Heute kommen effektivere 21“ Racksysteme hinzu, die eine noch höhere Dichte und Flexibilität beinhalten.
Der Standard

Durch Luft gekühlte Rack-Infrastruktur

Zusätzlich zu all den Entwicklungen rund um Server, hat 2CRSi die Implementierung von Lüftern und die Stromversorgung zentral auf Rack-Ebene weiterentwickelt.

Alle Lüfter werden an der Rückseite des Racks zusammengefasst und eine intelligente Steuerung regelt die Lüfterdrehzahl und überwacht die Stromverteilung. 

Mehrwerte

Durch diese Entwicklungen konnte der Stromverbrauch um 23% gesenkt werden.

Der freiwerdende Platz im System wird genutzt, um mehrere Nodes in einem Racksystem zu bündeln. Mehr Leistung auf engstem Raum ist möglich.

Direct Liquid Cooling (DLC) in Racksystemen

Rack-Infrastruktur mit Flüssigkeits-kühlung

Flüssigkeitsgekühlte Rack-Systeme werden beim Einsatz im Rechenzentrum immer beliebter, bedingt durch mehr Rechenleistung der Prozessoren und dadurch mehr Wärmeabgabe.
Mehr Effizienz und Leistung

Mit Flüssigkeit gekühlte Rack-Infrastruktur

Die Luftkühlung ist mit heutigen Prozessoren nicht mehr effizient genug, um eine extrem hohe Dichte zu unterstützen.

Vor diesem Hintergrund kommt immer mehr die direkte Flüssigkeitskühlung (in Englisch: Direct Liquid Cooling oder DLC) zum Einsatz.

Bei dieser Technik werden nur die Komponenten mit hohem Stromverbrauch mit Flüssigkeit direkt gekühlt: Prozessoren, Grafikkarte.

Mehrwerte

Mit dieser Methode der Kühlung von Servern können bis zu 80 kW pro Rack (60-70 % der Wärme) abgeführt werden, was die Effizienz des Rechenzentrums verbessert und die Energiekosten um bis zu 45 % senkt.

Eintauchkühlsysteme

Rack-Infrastruktur mit IT Immersion Cooling

"IT-Immersion Cooling" (Flüssigkeitskühlung durch Eintauchen) ist eine neuere Methode um Hochleistungsserver mit vielen Cores optimal zu kühlen. Bei dieser Methode werden die kompletten Systeme in eine spezielle nichtleitende Flüssigkeit eingetaucht. Die entstehende Wärme wird über die Flüssigkeit effizienter ableitet und somit die Kühlung gesichert. - Die Methode entwickelte sich, da Unternehmen mit der ursprünglichen Luftkühlung von Systemen immer mehr an die Grenzen gestoßen sind, um eine ausfallsichere Kühlung zu gewährleisten.
Immersion Cooling für IT-Systeme

Rack-Infrastruktur mit Eintauch-kühlsystemen

Flüssigkeiten führen besser als Luft die Wärme ab und deshalb sind sie auch wesentlich effizienter. Die Bauteile geben die Wärme direkt am Entstehungspunkt an in die Flüssigkeit ab, die direkt abgeleitet wird.

Es entstehen keine heißen und kalten Zonen, wie bei der Luftkühlung. Deshalb ist die Kühlung effizienter und der Energieverbrauch wird reduziert, was zu Kosteneinsparungen führt.

Durch Einsparung von großen Lüftern oder extra Kühlsystemen ist diese Kühllösung kompakter und leiser im Betrieb.

Immersion Cooling Lösungen findet immer mehr Anwendung in den Räumlichkeiten, wo eine Erweiterung der Klimaanlage unmöglich (Rechenzentrum) ist oder die Räume zu klein für eine generelle Aufrüstung (Edge).

Es muss jedoch beachtet werden, dass diese Kühlungsform auch andere Anforderungen benötigt. Der Umgang und Handhabung mit der Flüssigkeit muss sicherstellen, dass keine Schäden an den Systemen erfolgen. Es bedarf daher bei dieser Kühlungsform spezielle Sicherheitsvorkehrungen, um mögliche Flüssigkeitsleckagen zu verhindern.

Boston Server & Storage Solutions wird mit immer stärkeren, leistungsfähigeren Serversystemen beauftragt. Aus diesem Grunde ist es mittlerweile ein Muss - auch dem Klima geschuldet - verstärkter auf Flüssigkühlung zu achten, um einen sicheren IT-Betrieb zu gewährleisten.

Die Vorteile von Immersion Kühlungslösungen sind:

  • Geringere Umweltbelastung dank niedrigstem PUE-Wert (Power Usage Effectiveness = Stromverbrauchseffektivität)
  • Bis zu 40% niedrigerer TCO (Total cost of ownership = Gesamtkosten des Betriebes einer Anlage)
  • Bis zu 30% längere Lebensdauer der Hardware, durch eine effektivere Kühlung
  • Geringere Ausfallrate, durch Ausschluss von Hotspots und dadurch keine Überhitzung
  • Weniger Investitionskosten für den Bau, jeder industrielle Raum kann genutzt werden
  • Signifikante Einsparung beim Kühlungs-OPEX, Betriebskosten sind erheblich reduziert, da keine zusätzliche Kühlung benötigt wird

Häufig gestellte Fragen

Folgende Fragen zum Thema Rack-Infrastruktur und Kühlungsverfahren erreichen uns am häufigsten. Sollten Sie andere Fragen zur Technologie haben, kommen Sie sehr gerne persönlich auf uns zu.

Folgende Fragen zum Thema Rack-Infrastruktur und Kühlungsverfahren erreichen uns am häufigsten. Sollten Sie andere Fragen zur Technologie haben, kommen Sie sehr gerne persönlich auf uns zu.  

Kalte Flüssigkeit wird zu Kühlplatten geleitet, die direkt an den heißesten Bauteilen angebracht sind, und nimmt die Wärme auf.

21″ Racksysteme wurden für eine höhere Dichte entwickelt. 21“ Racksysteme können mehr 19“ und 21“ Server aufnehmen als kleinere Racksysteme.

DLC ist Direct Liquid Cooling, ein mit Flüssigkeit gekühltes Racksystem.

21“ Serversysteme werden ohne Lüfter und Netzteile gebaut. Beides ist zentral an der Rückwand angebracht. Dies hat eine Einsparung von bis zu 23% zur Folge.

Das Eintauchkühlsystem (Immersion Cooling) besteht im Wesentlichen darin, dass ein Server vollständig in eine dielektrische Flüssigkeit getaucht wird.

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