Open Compute Hardware macht Rechenzentren fit für Green IT

Die digitale Transformation erreicht alle Bereiche. Auch Rechenzentren selbst sind davon betroffen. Der Bedarf an Rechenleistung wächst seit Jahren exponentiell an. Grund dafür sind vor allem die hohe Innovationskraft und die Geschwindigkeit, mit der neue digitale Branchen wie AI, Edge Computing, IoT und Big Data vorangetrieben werden. Rechenzentren können dieses enorme Wachstum nur durch Automatisierung und erhebliche Effektivitätssteigerungen der Hardware- und Software-Komponenten meistern. Open Compute Hardware (OpenSource Hardware) hat ein enormes Potential, die Ressourceneffizienz in Rechenzentren nachhaltig zu verbessern.

Was ist das Open Compute Project (OCP)?

Das Open Compute Project (OCP) ist eine durch Facebook ins Leben gerufene Open Tech Community, die anstrebt Rechenzentren und deren Hardwarekomponenten effizienter zu machen.

Wie ist das Open Compute Project entstanden?

Facebook wuchs 2009 bereits exponentiell. Mit Blick auf die Zukunft erkannte das Unternehmen, dass es seine Data Center Infrastruktur überdenken musste, um dem enormen Zustrom neuer Mitarbeiter und Daten gerecht zu werden und auch, um die Kosten und den Energieverbrauch besser kontrollieren zu können.

Facebook gründete daraufhin ein internes Team, welches es sich zur Aufgabe machte, das sparsamste Rechenzentrum der Zukunft zu entwerfen  — und es zu bauen. Es entstand der Entwurf für das damals energieeffizienteste Rechenzentrum der Welt. Es war 38% effizienter zu bauen und 24% günstiger in den Betriebskosten im Vergleich zu früheren Rechenzentren des Unternehmens. Zwei Jahre lang hat das kleine Team die digitale Infrastruktur von Grund auf neu entworfen und gebaut: Software, Server, Racks, Netzteile und Kühlung. Das hoch-skalierbare Rechenzentrum steht auf dem größten Facebook Data Center Gelände in Prineville, Oregon.

2011 veröffentlichte Facebook seine Entwürfe, um die Entwicklung effizienter Computing-Infrastruktur noch stärker zu beschleunigen. Zusammen mit Intel, Rackspace und Goldman Sachs und dem deutschen Informatiker und Unternehmer Andreas (Andi) von Bechtolsheim startete Facebook das Open Compute Project und die Open Compute Project Foundation. Durch das Bündeln von Ressourcen und Ideen arbeiten die Mitglieder im  Open Compute Project (OCP) intensiv daran, IT-Hardware, günstiger, nachhaltiger und weniger komplex zu machen. Das OCP arbeitet projektbezogen an verschiedenen Entwicklungsbereichen wie

  • Data Center Facility,
  • Hardware Management,
  • Networking,
  • Rack & Power,
  • Security, Server,
  • Speicher,
  • Telco,
  • Open System Firmware,

zu denen regelmäßige virtuelle Meetings stattfinden und Arbeitspublikationen erscheinen. Die Open Tech Community und die Anzahl der Publikationen von OCP ist seit ihrer Gründung stetig gestiegen. Neben der Hardware arbeitet OCP auch daran, Softwarekonzepte zu standardisieren, sodass Softwareschnittstellen zwischen Anbietern gleichermaßen portabel sind.

Das Ziel von OCP sind integrierte, offene, skalierbare und effiziente Hardware- und Software-Komponenten, sowie deren Spezifikationen. Weitere Ziele sind der Abbau der Komplexität und eine verbesserte Interoperabilität der technischen Komponenten. Durch die gemeinsame Teilung von Ressourcen und Ideen verbessert sich die Innovationsgeschwindigkeit für alle. Das haben andere Open Source Communities wie die Cloud Native Computing Foundation (CNCF)  und die Open Infrastructure Foundation (ehem. OpenStack Foundation) bereits gezeigt.

Der OCP-Hardware Markt

Der Markt für OCP Hardware ist in den letzten Jahren stetig gewachsen. Early Adopters für OCP Hardware sind vor allem große Cloud Provider, Telekommunikationsunternehmen, Gaming-Anbieter und Krypto-Unternehmen. Aber auch der öffentliche und der E-Commerce Sektor fragen OCP-Hardware nach, um ihre IT-Kosten zu senken und ihre Digitalisierung nachhaltig zu gestalten¹. Die Nachfrage nach Green IT und Entwicklung in Richtung Kreislaufwirtschaft (Circular Economy) werden den Markt für OCP Hardware einen weiteren Schub geben.

Wie unterscheidet sich OCP Hardware von herkömmlichen Hardware-Komponenten?

OCP Server unterscheiden sich optisch stark von herkömmlichen Servern. Sie sind vor allem für den lastintensiven Betrieb und höhere Betriebstemperatur konzipiert (also ideal im Bereich Cloud-Computing). Für eine optimale Kühlleistung werden OCP Server ohne lüftungshemmende Servergehäuse gebaut. Alle IT-Komponenten (Compute, Storage, RAM) werden in offenen, herausziehbaren Trays verbaut. Der Einbau aller Elemente erfolgt komplett werkzeuglos. Das verkürzt die Zeit für Installation und Wartungsarbeiten enorm. Der eigentliche „Server“ existiert nur noch aufgelöst als flexibel kombinierte Komponenten, die sich auf einem Tray befinden – ohne Netzteil. Statt Netzteilen in den Servern, werden die einzelnen Trays (bzw. Server) direkt von einem zentralen großen Netzteil im Rack mit Gleichstrom versorgt. Dieser Gleichstrom wird über eine zentrale Stromschiene auf der Rückseite des Racks vertikal zu den einzelnen Komponenten geführt. Durch den Wegfall der einzelnen Netzteile, können die deutlich größeren (redundanten) Netzteile viel effizienter betrieben werden.

OCP Server
OCP Server Vorderseite

Durch den modularen Aufbau und die montagefreie „Klick“-Bauweise, ist die Veränderung der Kapazität, also das Hoch- und Herunterskalieren einzelner Komponenten so einfach, als würde man eine Box von Ort A an einen Ort B bringen. OCP Hardware wurde im Grunde für Skalierbarkeit und Reduktion von Komplexität konzipiert. Es ist im Übrigen auch ganz egal, ob die besagte Box von Hersteller A, B oder C stammt, denn sie ist standardisiert und damit beliebig austauschbar. 

OpenRack Rückseite mit zentraler Stromschiene

Auch die Racks von OCP unterscheiden sich. OpenRacks sind mit 60cm Breite zwar genau so breit wie herkömmliche 19″ Racks, die Einbaubreite der Komponenten beträgt aber 21“ und ist somit breiter als herkömmliche IT-Racks.


Fazit

OCP setzt neue Standards für die Entwicklung effizienter, nachhaltiger IT-Hardware-Komponenten. Mit Zunahme von Cloud Computing und wachsendem Bedarf an günstiger und ressourcenschonender IT-Hardware wird auch die Nachfrage nach Open Compute Hardware weiter zunehmen. Mit OCP hat sich zudem ein zentraler Wandel ergeben. Nutzer konzipieren ihre Hardware innerhalb einer Community selbst und geben ihre Anforderungen anhand von Standards an Hersteller weiter. Ohne Hersteller-Lock-in sind Hardwareteile verschiedener Hersteller-Unternehmen somit stets kompatibel bzw. austauschbar.

OCP- Hardware ist ein fester Bestandteil der SDIA Roadmap für eine CO2-neutrale digitale Infrastruktur bis 2030, wie sie auch von der EU Kommission im Europäischen Green Deal gefordert wird. ScaleUp baut derzeit eine neue IaaS Cloud Umgebung in Hamburg auf, die auf OCP-Hardware laufen wird, und geht damit als erster Cloud Anbieter in Deutschland einen großen Schritt in Richtung klimaneutrales Rechenzentrum.

1 Open Compute Project – Market Impact Assessment, Omdia Study 2020, S. 8

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