Ein Datencenter im Atomschutzbunker

Umzug in einen Atomschutzbunker

Zeitgleich zur Verlegung des Firmensitzes entstand im Bremer Westend mit ColocationIX ein neues Hochsicherheits-Rechenzentrum der Kategorie ‘Mittleres Rechenzentrum’. Das Datacenter ist in einem umgebauten Atomschutzbunker untergebracht und bietet auf 2.500 Quadratmetern Raum für bis zu 50.000 Server. Seine Planung erfolgte auf Basis der US-Rechenzentrumsnorm TIA942 Tier4, der neuen Europäischen Rechenzentrumsnorm EN50600 Klasse 4 sowie der Norm ISO27001 für Informationssicherheit. Damit entspricht die Sicherheits-Architektur des Datacenters den Anforderungen kritischer Infrastrukturen (KRITIS). Der Umzug fand im September 2017 statt. Ihm ging eine zwei- bis dreimonatige Planungsphase sowie eine vierwöchige konkrete Vorbereitungsphase voran. Den Umzug selbst wurde innerhalb eines Wochenendes umgesetzt. Der Bau eines eigenen neuen Rechenzentrums hätte Investitionskosten von circa 200.000? erzeugt und viele personelle Ressourcen des IT-Teams gefordert. Marktrecherchen, Beauftragung und Überwachung von Dienstleistern und der Bau selbst hätten die Inbetriebnahme zudem um mindestens drei Monate nach hinten verlagert. Aufgeteilt in zwei separate Brandabschnitte leisten rund dreißig physikalische und dreihundert virtuelle Server ihren Dienst, während sie über redundante Glasfaser an das Nehlsen-MPLS-Netz angebunden sind. Den neuen, 10km entfernten Firmensitz band das Team von ColocationIX mithilfe einer sogenannten Dark-Fiber-Leitung inklusive eines modernen passiven DWDM-Multiplexverfahrens breitbandig mit maximal 44x 10GbE an das Rechenzentrum von ColocationIX an.

Physikalische Sicherheit

In der hohen physikalischen Sicherheit und der damit verbundenen Ausfallsicherheit, die das Rechenzentrum im ehemaligen Atomschutzbunker bietet, sieht Florian Moje den Hauptgrund für den Wechsel. “Das Konzept der Sauerstoffreduktion zur Brandvermeidung sowie die unterbrechungsfreie Stromversorgung und zusätzliche Notstromgeneratoren haben uns überzeugt”, berichtet der Rechenzentrumsleiter. “Unsere Anwender greifen remote auf die zentral im Rechenzentrum gelagerten Daten zu und haben meist kaum oder im Idealfall gar keine lokale Software mehr auf den Arbeitsrechnern und Notebooks installiert. Daher muss das Datacenter umso mehr eine sehr hohe Verfügbarkeit sowie Performance bieten. Hierfür muss sowohl die gesamte, zentralisierte Server-Infrastruktur im Nehlsen-Rechenzentrum als auch die WAN-Anbindung an die Außenstellen redundant ausgelegt sein.” Als weiterer Entscheidungspunkt kommt das umweltfreundliche Energie-Konzept der Anlage ins Spiel. Dank den externen und internen Kühl-Systemkomponenten schaffen mehrere voneinander unabhängige Kreisläufe die gewünschte Redundanz. Insbesondere die Kombination überirdischer Systeme mit unterirdischen Geothermie-Systemen macht ColocationIX dabei noch sicherer. Bei durchschnittlichen Rechenzentren liegt der Power-Usage-Effectiveness(PUE)-Wert – er gibt das Verhältnis aus Gesamtenergieverbrauch und Energieverbrauch der IT betrachtet über ein Jahr an – bei circa zwei. Bei einem Verfügbarkeitsanspruch beruhend auf der europäischen Rechenzentrums-Norm EN50600 Klasse 4 setzt ColocationIX auf einen PUE-Wert von 1,05, basierend auf der Leistung von einem mm. Dazu gehören die permanente Sauerstoffreduktion sowie eine lange Batterielaufzeit der USV-Anlagen. Beides führt zu einem erhöhten Energiebedarf, der allerdings durch das innovative Kühlsystem stark relativiert wird. Bei einer Größenordnung von 1MW spart ColocationIX damit rund 95 Prozent der Energie für den Anteil der Kühlung. Somit erreicht das neue Bremer Rechenzentrum einen absoluten Spitzenwert.

Kühlung durch Erdkräfte

Darüber hinaus lässt sich durch die Nutzung von Grundwasserzirkulation die Abwärme effizient kühlen, denn die Verfügbarkeit der ‘Erdkälte’ ist jederzeit zu 100 Prozent gegeben – unabhängig von Wind und Wetter. Selbst länger anhaltende Hitzeperioden verändern die Temperaturen in 100 bis 200m Tiefe nicht. Um das Prinzip dieser Grundwasserzirkulation zu nutzen, hat man im Bremer Hochbunker spezielle Sonden 100 und 200m tief in die Erde gebohrt. In der Hitzeperiode, in der Kältemaschinen ihren höchsten Stromverbrauch hätten, liefern die Sonden kostengünstige Kühlung. Diese Kühlung erfolgt unter minimalem Stromverbrauch, ganz ohne Kältemaschine. Außerhalb der Hitzeperiode wird die Umgebungsluft als Kältequelle eingesetzt. Mehrere Rückkühler auf dem Dach führen dabei die Kälte in den Erdboden zurück, um die Geothermie zu regenerieren. So wird der Untergrund als Kältespeicher über die Sonden immer wieder mit Kälte aufgeladen und kann damit in der Kühlphase maximal ausgeschöpft werden. In den Übergangszeiten werden die Rückkühler adiabatisch, also mit Wasserbenebelung, betrieben. So liefern Sie Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur. Steigen die Außentemperaturen auf über 20 Grad Celsius, so werden die Rückkühler mit Wasser benebelt. Sie kühlen dadurch um mehrere Grad ab, sodass das Kühlwasser auf unter 20 Grad gekühlt wird. Pro Liter vernebeltem und verdunstendem Wasser werden circa 0,7kW/h zusätzlicher Energie zur Kühlung frei. Dies liegt an der Änderung des Aggregatzustandes des Wassers. Das Wasser nimmt beim Verdampfen viel Energie auf. Bei einem Kubikmeter Wasser summiert sich die Leistung auf bereits 700kW für eine Stunde. Ab 28 Grad Celsius schaltet dann auch die geothermische Kühlung zu. Sie kann das Datacenter auch bei Tageshöchsttemperaturen über 28 Grad kühlen. Im Inneren des Hochbunkers kommen In-Row-Cooling-Systeme zum Einsatz. Zudem werden einige Flächen durch Betonkernaktivierung gekühlt. Bei einem ehemaligen Atombunker mit 2m dicken Beton-Außenwänden bietet sich das an. Deswegen wird im Gebäude selbst die Energie mit Hilfe von Betonkernaktivierung eingespeichert und großflächig ausgetauscht. ColocationIX kommt mit deutlich unter fünf Prozent des Stromverbrauchs für Kühlung aus und nutzt die Abwärme auch zum Heizen.

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