IT-Zauber
Digital Twin: Energieeffizienz in Rechenzentren
Zwischen Supercomputing-Systemen und ihrer Versorgungsinfrastruktur bestehen enge Wechselwirkungen: In Rechenknoten wird elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt, die – unter energetischem Aufwand – abgeführt werden muss. Für klassische Auslegungs- und Automationskonzepte der Rechenzentren sind die Wechselbeziehungen zwischen Anlagentechnik, Energieeffizienz und Anforderungen der IT-Komponenten sowie Versorgungssicherheit zu komplex. Die ganzheitliche Betrachtung dieser Dynamiken ist deshalb Gegenstand des Projektes IT-Zauber zur Betriebsoptimierung energieeffizienter Rechenzentren. Mithilfe eines digitalen Zwillings als virtuelle Modellrepräsentanz des Rechenzentrums sollen Energieversorgungskonzept und Zustandsbeschreibung der IT-Infrastruktur verknüpft werden, um das Gesamtsystemverhalten mit den vielfältigen Wechselbeziehungen abzubilden. Daraus sollen Betriebsstrategien für das physische System entwickelt werden; also für IT-Komponenten ebenso wie für die versorgungstechnische Infrastruktur.
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Regelungssystems für Rechen- und Kühlungsressourcen in Rechenzentren. Da die Kühlleistung für einen erheblichen Teil des Gesamtenergiebedarfs verantwortlich ist, entfalten Effizienzsteigerungen an dieser Stelle eine große Hebelwirkung. Durch den Ansatz des digitalen Zwillings, der in Echtzeit Daten des Rechenzentrums modellbasiert verarbeitet, können präzise und dynamisch
Prognosen erstellt und Anpassungen vorgenommen werden. Zentral ist dabei die komplexe Integration von Daten, sowohl zum HPC-Betrieb als auch der Energie- und Anlagentechnik in ein neuartiges Gesamtmodell. Der digitale Zwilling wird im Produktivbetrieb zweier Rechenzentren getestet und die erreichten Effizienzsteigerungen werden anhand von Kennzahlen quantifiziert.
Das ausgeklügelte Regelsystem lässt sich grundsätzlich auf beliebige Rechenzentren übertragen und ermöglicht daher perspektivisch Effizienzsteigerungen, die weit über den Projekthorizont hinausreichen. Durch quelloffene Komponenten wird die nachhaltige Reichweite des Projektes zusätzlich begünstigt.
Partner
- RWTH Aachen University (IT Center, Institut für Energy-Efficient Buildings and Indoor Climate, Institut für Automation of Complex Power Systems)
- TU Dresden (ZIH & Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung)
- ROM-Technik GmbH & Co. KG
- SachsenEnergie AG
- ICT Facilities Stuttgart
Laufzeit
09/2022–08/2025
Förderung
FKZ: 16ME0615 (Teilprojekt TU Dresden)