Datenspeicher Grünere Rechenzentren: Wie ökologisch sinnvoll ist Tape?

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Was erst mal widersprüchlich klingt, soll wirklich funktionieren: Der Einsatz von Bandspeichern könnte den Betrieb eines Rechenzentrums nachhaltiger machen. Wie funktioniert das?

Der Klimawandel verbunden mit zahlreichen Umweltproblemen stellt Unternehmen jeder Art vor die Herausforderung, umweltfreundlicher zu werden. Altmodisch nannte man das Umweltschutz, heute spricht man von Nachhaltigkeit oder ESG, kurz für Environmental Social and Governance.

Gemeint ist im Prinzip dasselbe. Auch die IT muss sich der Frage stellen, wie nachhaltig sie ist. Kann sie etwaige negative Einflüsse auf die Umwelt verringern? Ein Faktor, an dem der Einfluss der IT messbar gemacht werden kann, ist die seit Beginn der digitalen Revolution in den 1980er Jahren exponentiell steigende Datenmenge – und natürlich deren Speicherung.
Um das mit einer Zahl zu verdeutlichen, wir steuern derzeit auf eine globale Datenmenge von 175 Zettabyte im Jahr 2025 zu. Es ist schwer zu beschreiben, was 175 Zettabyte tatsächlich darstellen. Mathematisch ausgedrückt sind ein Zettabyte jedenfalls 1,000,000,000,000,000,000,000 (1021) Bytes.

Unternehmen stehen inzwischen auch vor der Herausforderung, ihre Rechenzentren nicht nur kostengünstiger sondern auch nachhaltiger zu gestalten, ohne dabei Abstriche in Bezug auf Leistung und Verfügbarkeit ihrer Dienste zu machen. Um diesen Spagat zu schaffen, wenden sich viele Unternehmen Tape-basierten Speichersystemen zu. Die Vorteile der Bandspeicherung sind allgemein bekannt, doch unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit stellt sich auch die Frage: Wie grün ist Tape-Speicher?

Viele gespeicherte Daten werden nie wieder genutzt

Bei der Datenspeicherung ist zu berücksichtigen, dass 90 Prozent der heute vorhandenen Daten erst in den letzten 10 Jahren entstanden sind. Diese exponentiell steigende Datenmenge wird in zunehmendem Maße zur Einhaltung von Vorschriften oder aus geschäftlichen Gründen aufbewahrt. Tatsächlich wird auf einen Großteil dieser Daten jahrelang nicht zugegriffen, wenn überhaupt. Speicherlösungen auf Festplattenbasis sind jedoch auf die ständige Verfügbarkeit von Daten ausgerichtet, was in Bezug auf den zuvor genannten Sachverhalt nicht passend erscheint. Unternehmen, die bei der Datenspeicherung nachhaltiger arbeiten wollen, sollten diese traditionelle Strategie deshalb überdenken.

Die Anforderung besteht darin, die bestehende Speicherarchitektur dahingehend zu optimieren, dass sie eine effektivere Verwaltung einer größeren Datenvielfalt und verschiedenartiger Workloads über längere Lebenszyklen ermöglicht. Das verbessert die Nachhaltigkeit der Datenspeicherung.

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Tape-Speicher verbraucht weniger Strom

Das Hauptargument für Tape war in der Vergangenheit der niedrigere Anschaffungspreis. Pro Gigabyte Tape-Hardware liegen die Kosten etwa halb so hoch wie für plattenbasierte Speicher. Die niedrigeren Anschaffungskosten sind ein offensichtlicher Vorteil von Bandspeichern. Darüber hinaus verbrauchen Bandspeicher aber auch viel weniger Strom im Betrieb und erzeugen nur einen Bruchteil der Wärme, den ein plattenbasierter Speicher abgibt. Bei der überwältigenden Mehrheit der heute verkauften Plattenspeicher drehen sich alle Festplatten ständig, auch wenn keine Daten gelesen oder geschrieben werden.

Tape-Libraries hingegen verbrauchen wenig bis gar keine Energie, wenn keine Daten gelesen oder geschrieben werden. Selbst wenn ein Datenzugriff erfolgt, verbraucht das nur sehr wenig Energie, da fast keine zu kühlende Wärmeableitung anfällt. Die potenziellen Einsparungen beim Stromverbrauch für den Betrieb und die Kühlung durch die Verwendung von Bandspeichern sind demnach erheblich.

Und je nachdem, wie der Strom erzeugt wird, kann sich die Menge des verbrauchten Stroms direkt auf die CO₂-Emissionen eines Unternehmens auswirken. Wird der Strom zum Teil aus fossilen Ressourcen erzeugt, was in den meisten Regionen der Welt der Fall ist, hat die Senkung des Stromverbrauchs direkte Auswirkungen auf die CO₂-Emissionen des Unternehmens.

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Potenzial für bis zu 85 Prozent weniger CO₂-Emissionen

Da Unternehmen ihren CO₂-Ausstoß verringern wollen, ist das Rechenzentrum als großer Stromverbraucher ins Fadenkreuz vieler Kritiker geraten. Neben der Rechenleistung gehört die Datenspeicherung zu den Bereichen mit dem höchsten Stromverbrauch im Rechenzentrum. Und je nachdem, welcher prozentuale Anteil des verbrauchten Stroms auf fossilen Brennstoffen basiert, lässt sich berechnen, wie viel CO₂ die Datenspeicherung erzeugt.

In einer modellierten Produktionsumgebung ermittelte das Analystenunternehmen Enterprise Storage Group die mögliche Verringerung der CO₂-Emissionen durch die Migration wenig aktiver Daten von Festplattensystemen auf Bandspeicher. Das Ergebnis ihres Modells: 85 Prozent weniger CO₂-Emissionen, wenn über einen Zeitraum von zwölf Monaten etwa 500 TB wenig aktive Daten auf Tape anstatt auf Festplatten vorgehalten werden. Diese Zahl liegt am oberen Ende der möglichen Reduktionen, da sie mit dem prozentualen Anteil fossiler Brennstoffe am verwendeten Energiemix korreliert. Dennoch verdeutlicht sie das Potenzial, den ein solcher Paradigmenwechsel haben kann.

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Weniger Abfall und umweltschädliche Komponenten

Neben dem geringeren Stromverbrauch – und der damit geringeren CO₂-Emission – erzeugt die Speicherung auf Tape auch deutlich weniger Abfall. Bandspeicher haben eine deutlich längere Lebensdauer als die meisten Festplattensysteme. In einer Umgebung mit stabiler Luftfeuchtigkeit und Temperatur gelagert, sind Tape-Medien zwischen 10 und 20 Jahren einsetzbar, je nach Grad der Nutzung.

Die meisten Festplattenlaufwerke halten nur drei bis fünf Jahre, da sie viele bewegliche Teile enthalten, die irgendwann ausfallen können. Daraus ergeben sich typische drei- bis fünfjährige Aktualisierungszyklen für Festplattensysteme. Bandspeichersysteme schneiden hinsichtlich ihrer Lebensdauer also spürbar besser ab.

Berücksichtigt man all das, können Unternehmen durch die Verwendung von Tape 66 Prozent Gewicht für die Entsorgung einsparen. Darüber hinaus reduziert der Einsatz von Tape auch die Menge an Elektroschrott, wie zum Beispiel Leiterplatten, die eine hohe Umweltbelastung darstellen.

Tape macht Datenspeicherung nachhaltiger

Bandspeicher können eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung nachhaltiger, ökologischerer IT-Lösungen spielen. Unternehmen könnten ihren Energieverbrauch, die CO₂-Emissionen und die Entsorgungskosten in ihrer Storage-Infrastruktur senken, indem sie Tape als Speicherebene hinzufügen und damit rotierende Festplatten für die wenig aktiven Daten ersetzen. Tape ist auch in Bezug auf Kosten, Kapazität, Zuverlässigkeit, Portabilität und Sicherheit hochgradig konkurrenzfähig.

Eine entscheidende Rolle spielt die Tape-Technologie weiterhin bei Lösungen für Datensicherheit und Archivierung. Unternehmen, die ihre IT grüner gestalten wollen, sollten Tape als wichtigen Faktor in ihrer Storage-Infrastruktur in Betracht ziehen.

* Ines Wolf arbeitet als Manger Pre-Sales Central Europe bei Quantum.

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