Kühle Server bei heißen Entwicklungen
Kühlsystem bietet Ausfallsicherheit
Obwohl Ducati Motorräder mit heißen Design und hohem Leistungsvermögen herstellt, die jedem Biker, der auf Geschwindigkeit steht, ein Funkeln in die Augen zaubert, benötigt der Zweirad-Hersteller doch für die Entwicklung der Maschinen viel Kühle. Dabei steht es nicht im Widerspruch, dass ein heißblütiges italienisches Motorrad viel Kühle bei der Entwicklung braucht, denn die Server der Forschungs- und Entwicklungsabteilung mögen keine zu hohen Temperaturen. Aus diesem Grund setzte das Unternehmen aus Bologna auf ein neues Kühlkonzept, das selbst an heißen Tagen Ausfälle der Server verhindern soll und zusätzlich Energieeinsparungen verspricht.
Ducati (www.ducati.de) zählt mit zu den Marken, die Italiens Image weltweit maßgeblich beeinflusst haben. Der Name ist weltweit ein Synonym für hochwertige Motorräder mit einzigartigen Motoren, innovativen Designs, hochentwickelter Konstruktion und technischer Exzellenz.
Diese Qualität wurde seit 1926 mit der Gründung des Unternehmens, das zunächst Radiobauteile herstellte, in Bologna kontinuierlich aufgebaut. Seitdem hat sich vieles verändert, und mittlerweile ist das Unternehmen aus Borgo Panigale weltweit für seine Spitzenleistungen in der Racing-Industrie bekannt.
Heute stellt Ducati Motorräder in verschiedenen Serien mit diversen technischen Eigenschaften und Designs her: Superbike, Supersport, Monster, Sport Touring, Multistrada, SportClassic und das neue Hypermotorrad. Weltweit werden die Motorräder in 60 Ländern, vor allem in Westeuropa und Nordamerika vertrieben.
Die technische Evolution der F&E-Abteilungen | Design, Leistung und technische Leistungsfähigkeit sind das Resultat kontinuierlicher Forschung in der F&E-Abteilung in Bologna. Dort engagieren sich über 150 Ingenieure für die Entwicklung von Lösungen, die unverwechselbare Motorräder in Sachen Design und Technologie ausmachen.
Zur Bereitstellung der von den Ingenieuren genutzten CAD-Applikationen und EDV-Services nutzt die F&E-Abteilung einen dedizierten IT-Bereich. „1997 starteten wir mit ca. 20 Arbeitsplätzen und einem Server; alle Systeme waren in der reinen Büroumgebung aufgebaut“, sagt Piero Giusti, CAD-Manager F&E. Die technische Weiterentwicklung von Applikationen und die Forderung nach Leistungssteigerung von Endprodukten erhöhte die Anforderung nach erhöhter Rechenleistung in diesem Umfeld.
„Auf die rasante Steigung von Usern und somit auch von Servern folgte die Einrichtung eines dedizierten IT-Raumes, wo alle Systeme für den F&E-Bereich konzentriert waren. Natürlich wurde dieser räumlich von den Arbeitsbereichen getrennt.“, erklärt Giusti. Die logische Konsequenz dieser Serveranpassung und -konzentration für technisch-wissenschaftliche Aktivitäten war die Überarbeitung der relevanten Kühlsysteme. „Während wir früher keinen speziellen Bedarf an Präzisionsklimatisierung hatten, so mussten wir nach der Einrichtung des isolierten Umfeldes und der Expansion der Rechenleistung Konzepte zur Präzisionsklimatisierung für die neuen IT-Installationen einführen“, sagt Giusti. Die Auslegung des neuen Serverraums mit einem geeigneten Kühlsystem war wesentlicher Bestandteil für den Schutz der durch die Forschung & Entwicklung genutzten EDV-Anlagen.
Wärmeregelung zur Leistungssicherung | Das neue Umfeld für die technisch-wissenschaftliche EDV wurde zunächst mittels der bereits im Unternehmen vorhandenen Lösung gekühlt. „Dennoch erforderten die Probleme, die die steigenden Lasten in dieser Umgebung hervorriefen, bald die Installation adäquater und vor allem zukunftstauglicher Systeme“, berichtet Giusti. Die stetig steigende Anforderung an die Rechenleistung erforderte den Einsatz von Kühllösungen, die in der Lage sind, die zusätzliche vom Server generierte Hitze effektiv abzuleiten.
Von Raum zu Rack | Ducati entschloss sich zur Installation von „CoolTherm“, einem modularen Racksystem von Emerson Network Power, in der Version mit 15 kW Kühlleistung, was die Installation auf allen 19“-Einheiten mit verschiedenen Tiefen erheblich vereinfachte. Die von den Servern emittierte Hitze wird mittels eines Wasserkühlsystems eliminiert. Das System ist im Serverschrank installiert und bietet dennoch Sicherheit im höchsten Maße: Das System ist so konstruiert, dass das Kühlwasser in keinem Fall mit elektrischen Komponenten in Verbindung kommen kann. Das Kühlsystem besteht aus einem hochleistungsfähigen Luft/Wasser-Wärmetauscher, Lüftern mit Kontrolleinheit zur Luftkanalisierung, wärmeabhängiger Lüftergeschwindigkeit und einem entsprechenden Anschlussteil für das Kühlwasser. Der Luftkreislauf ist geschlossen, so dass die Emission der Wärmelast in die Umwelt verhindert und nur eine limitierte Luftmenge aufbereitet wird. Die heiße Luft von den laufenden Servern wird bei beispielsweise 35 °C an einen speziellen Wärmetauscher mit Hochleistungs-Lüftern geleitet. Dort wird die Luft auf z. B. 20 °C gekühlt und zur Vorderseite des Servers geleitet. Die Server-Lüfter können Luft ansaugen und sie an das interne Equipment ableiten (Temperaturschwankungen von 10 K bis 15K). Das Kühlwasser wird von einem lokalen Kaltwassersatz geliefert. Kondenswasser wird in der unter dem Wärmetauscher befindlichen Sammelbox aufgefangen.
Gründe für die Wahl | „Bis vor ein paar Jahren waren die Energiekosten nicht besorgniserregend. Heute sind sie eines der Kernthemen überhaupt. Aus diesem Grund haben wir uns nicht für eine Raum-Einheit, sondern für eine Rack-basierende Kühlung entschieden. Nur diese gewährleistet, Kühlung dort zu erbringen wo sie notwendig ist, ohne Kubikmeter Luft im Raum zu kühlen und somit wertvolle Energie zu verschwenden“, erläutert Giusti. Heute kühlt „CoolTherm“ die Rechensysteme, die dank der „CoolTherm“-Eigenschaften mit voller Leistung funktionieren. „Unsere Rechensysteme bewältigen Abläufe und Algorithmen, deren Abwicklung einige Tage in Anspruch nehmen kann. Die Kalkulation von dynamischem Verhalten von Flüssigkeiten beispielsweise benötigt einige Wochen für deren Simulation“, berichtet Giusti. Bedenkt man die intensive Nutzung der Server, so wird auch klar, warum die Kühlung und damit auch die Ausfallvermeidung der Server oberste Priorität hat.
Dass die Wahl auf die Lösung von Emerson Network Power (www.emersonnetworkpower.com) fiel, lag nicht alleine an den Vorteilen in Sachen der Leistungsstärke und Kostenreduktion, sondern auch an einer allgemeinen Lieferanten-Auswertung von Ducati. Laut Piero Giusti sei es gerade im Bereich von grundlegenden Unternehmensfunktionen, wie es der IT-Bereich ist, wichtig, sicherzustellen, dass man sich auf seinen Lieferanten verlassen kann und dass eine angemessene Kombination aus Leistung, Innovation und Verlässlichkeit geboten werde.
Einsparungsmöglichkeiten | Im Rahmen der kontinuierlichen Weiterentwicklung von IT-Infrastrukturen prüft Ducati die Einführung eines einzigartigen Rechenzentrums. In diesem sollen sowohl die technisch-wissenschaftlichen Kalkulationssysteme als auch die Server, die die Hauptapplikationen des Unternehmens wie ERP und E-Mail kontrollieren, konsolidiert werden.
„In Anbetracht dessen, dass Emerson Network Powers Kühllösungen wirklich signifikante Einsparungen ermöglichen, können wir annehmen, dass deren Einführung auch einen positiven Einfluss auf eine konsolidierte Server-Landschaft haben werden“, erklärt Giusti. Ducati bewertet die Einführung von Kühlsystemen, die über das Raumkühlungs-Konzept hinausgehen, wie folgt: „Wir sind uns sicher, dass wir mit der gezielten Kühlung mittels Systemen, die direkt auf dem Rack installiert sind, beachtliche Einsparungen erzielen werden“, sagt Giusti. Die Lösungen von Emerson Network Power weisen weitere spezielle Funktionen auf – so wie etwa das „Freecooling“, welches während der kalten Jahreszeiten die kühle Außenluft nutzt, und darüber das Equipment kühlt. Somit wird der Einsatz der Verdichter vermieden und weitere Kosten werden eingespart. „Die Nutzung dieser Option ist gerade in Verbindung mit einer neuen konsolidierten Infrastruktur hochinteressant“, so der Ducati-Manager abschließend.
