Optimizing server applications for renewable energy powered data centers

Abstract

Ein stetiges Wachstum an weltweiten Internet Nutzern, in Kombination mit neuen Internet Anwendungen wie zum Beispiel soziale Netzwerke oder Video basierte Dienste, stellen immer höhere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von Rechenzentren. Im konkreten hat sich im Zeitraum von 2000 bis 2005 die Leistungsaufnahme von Rechenzentren verdoppelt. Im Jahr 2010 wurde der Gesamtverbrauch von Rechenzentren auf 1,3% der weltweiten Energie-Produktion geschätzt.<br />Die gestiegenen Betriebskosten insbesondere im Bereich des Energieverbrauches haben zu einem Umdenken im Bereich der Rechenzentren geführt und Konzepte wie Green IT wurden entwickelt. Grundlegend befasst sich Green IT mit der Verbesserung der Umweltverträglichkeit (Stichwort CO2 Produktion) und der Optimierung der Energieeffizienz. Um diese Anforderungen zu erfüllen, könnten Rechenzentren verstärkt mit erneuerbaren Energieversorgern wi zum Beispiel Windenergie, Photovoltaik Anlagen oder Wasserkraft versorgt werden. Solch erneuerbare Energiequellen bringen jedoch die Problematik mit sich, dass diese nicht Tag und Nacht in gleicher Weise zur Verfügung stehen, sondern stark von externen Umwelteinflüssen abhängig sind.<br />Das Kernthema der Diplomarbeit ist es, Standard Server Anwendungen zu identifizieren und anschließend Ihre Leistungsprofile dahingehend zu überprüfen, ob eine Anpassung an die bestehenden Produktions-Profile von erneuerbaren Energiequellen sinnvoll möglich ist.<br />

A constantly increasing growth of the amount of Internet users worldwide, as well as new types of web services like social networks or video services, are demanding more and more server capacities within data centers. In fact between the year 2000 and 2005 the power consumption of data centers has doubled. In the year 2010 data centers were estimated to consume 1,3% of the world wide electricity production.<br />Since the increase of data center costs the concept of green IT developed in the field of data centers. Basic ideas of green IT are to reduce the ecological footprint and to improve the energy effectiveness.<br />This goals can be reached by using renewable energy sources like wind power, photovoltaics or hydro power. These power sources share the issue, that the amount of energy, which they are producing depends on the current state of their environment.<br />The key issue of this diploma thesis is to identify common data center server applications and to analyze if their power profiles can be aligned to the power production profiles of renewable energy based power sources.