TU Dresden und RTWH Aachen wollen mit „digitalen Zwillingen“ am Stromverbrauch drehen

Dresden/Aachen, 12. Februar 2023. Weil wir – gewollt oder unbemerkt als Endverbraucher – immer mehr Aufgaben in Rechnerwolken („Clouds“) verlagern, sind in der vergangenen Dekade immer mehr Rechenzentren entstanden – und die verbrauchen immer mehr Strom. Allein von 2010 bis 2022 hat der Verbrauch deutscher Rechenzentren und kleinerer Computerverbünde laut „Bitkom“-Verband um fast 60 Prozent auf 16 Milliarden Kilowattstunden pro Jahr zugelegt. Um diesen Energiehunger zu dämpfen, entwickeln nun die RWTH Aachen und die TU Dresden gemeinsam mit weiteren Partnern „digitale Zwillinge“ von großen Forschung-Rechenzentren. Diese virtuellen Ebenbilder sollen helfen, künftig Energie im laufenden Betrieb solcher Zentren zu sparen. Das geht aus einem Info-Brief der Gauß-Allianz hervor.

Virtuelle Modelle spiegeln in Echtzeit die physische Computertechnik

Die „digitalen Zwillinge“ sollen nämlich jederzeit die Eigenschaften, den Zustand der echten Rechenzentren spiegeln, aber auch deren Kühlsystem und die Anbindung an Strom-, Wärme-, Kälte- und Datennetze. An diesen Modellen können die Betreiber dann neue, effizientere Betriebsabläufe ausprobieren, ohne dass die realen Computer selbst Schaden nehmen. Das virtuelle Ebenbild sei „damit für Zustandsbewertungen und Sollwertermittlungen nutzbar und geht weit über den Stand aktueller Betriebskonzepte hinaus“, heißt es in der Gauß-Ankündigung.

Klassische Automatisierungstechnik überfordert

Das sehen auch die Experten vom „Zentrum Informationsdienste und Hochleistungsrechnen“ (ZIH) an der Dresdner Uni so: „Für klassische Auslegungs- und Automationskonzepte für Rechenzentren sind die Wechselbeziehungen zwischen Anlagentechnik, Energieeffizienz und Anforderungen der IT-Komponenten sowie Versorgungssicherheit zu komplex“, schätzen sie ein. Ein digitaler Zwilling könne demgegenüber bei einer ganzheitlichen Analyse der Zusammenhänge zwischen Rechenaufgaben, Energieverbrauch und entstehender Abwärme helfen. „Daraus sollen Betriebsstrategien für das physische System entwickelt werden“, kündigt das ZIH an.

Auch Partner aus der Wirtschaft dabei

Das Projekt nennt sich „IT-Zauber“ und bekommt bis August 2025 hinweg Zuschüsse vom Bundesforschungsministerium. Neben der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen und der TU Dresden beteiligen sich daran der Stuttgarter Gebäudeausrüster „ROM-Technik“, der ostsächsische Energieversorger „Sachsenenergie“ und der Rechenzentren-Planer „ICT Facilities“ aus Stuttgart.

IT-Zauberei soll Umwelt und Budgets schonen

Hinter dem „IT-Zauber“ stehen ökonomische wie auch ökologische Motive: Der steigende Energieverbrauch von Clouds und anderen Rechenzentren belastet die deutschen Netze wie auch letztlich die Umwelt und verursacht in Zeiten stark steigender Energiepreise auch erhebliche Kosten für die Betreiber – seien es nun Unis oder Banken, Software-Dienstleister, Internet-Händler oder andere privatwirtschaftliche Unternehmungen. „Alle Rechenzentren in Deutschland verbrauchen zirka drei Prozent des nationalen Stroms“, warnt die Gauß-Allianz. „Selbst geringe Energieeinsparungen in Rechenzentren führen zu einer relevanten Einsparung an CO2.“

Autor: hw

Quellen: Gauß-Allianz, Bitkom, ZIH der TUD, RWTH Aachen

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