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Rechenzetrum

Kaum ein Asset hat in den letzten Monaten die Finanz-Community so gespalten wie das Thema Kryptowährungen. Für die einen sind sie nicht weniger als der Beginn einer Revolution im weltweiten Geldsystem. Für die anderen vor allem ein Hindernis auf dem Weg zu gelingendem Klimaschutz.Auch wenn die Zukunft der digitalen Währungen ungewiss bleibt, scheint ein umweltschonender Wandel des Kryptosystems dank neuer Funktionsweisen und den Fortschritten beim Hochleistungsrechnen denkbar.

Status Quo: Volatile Anlage mit hohem Energiebedarf

Die Rallye, die der Bitcoin als berühmtester Krypto-Vertreter in den letzten Monaten hingelegt hat, wird wohl auch den weniger Finanzaffinen nicht entgangen sein. Dem jähen Aufstieg des Bitcoins auf über 50.000€ im April diesen Jahres, folgten erdrutschartige Einbrüche um fast die Hälfte seines Wertes. Die Sensibilität, mit der die Currency auf einzelne Ereignisse wie etwa Ankündigungen eines CEO wie Elon Musk reagiert, führen zu einer extremen Volatilität, die neben dem Bitcoin auch andere Kryptowährungen wie etwa Ethereum andeuteten. Und auch der Energiebedarf des Bitcoin-Netzwerks hat sich mit dem Kurs der Währung auf und ab bewegt. Das geht aus Daten des Cambridge Centre for Alternative Finance (CCAF) hervor. Danach lag am Höhepunkt des Bitcoins im April der geschätzte jährliche Energieverbrauch bei etwa 120 Terawattstunden. Nach den Kurskorrekturen hat sich die Prognose auf 80 Terawattstunden relativiert. Das zeigt wie schwierig konkrete Vorhersagen zur Energiebilanz der Kryptowährungen sind.

 

Paradigmenwechsel im Krypto-Mining: Von Proof-Of-Work zu Proof-Of-Stake?

Unbestritten ist jedoch, dass das „Mining“, also das Herstellen neuer Bitcoins, indem ausstehende Transaktions-Blocks verrechnet und in den dezentralen Systemen verbucht werden, enormer Rechenkapazitäten bedarf, die nur ein zunehmend geringer Teil an Anbietern aus dem High Performance Computing (HPC) aufbringen kann. Nur, wer als erstes die nötigen Transaktionsdaten verarbeitet, erhält als „Proof-Of-Work“ Bitcoins. Die Anreizstruktur, die einem „Alles-Oder-Nichts“-Prinzip entspricht, stellt Geschwindigkeit und Sicherheit vor Effizienz. Doch das gilt nicht für alle Kryptos. Nach der „Proof-Of-Stake“-Methode etwa werden Transaktionsberechnungen im Voraus nach dem Zufallsprinzip auf Inhaber von entsprechenden Coins verteilt, die diese dann gegen neues Geld ausführen. Die zweitbekannteste Digitalwährung Ethereum plant so bis Ende des Jahres seinen Energiebedarf um 99% zu reduzieren.

 

Die neuen Umweltstandards im High Performance Computing

Ebenso scheint bei den Rechenzentrumsbetreibern das Bewusstsein für umweltschonende Lösungen zu wachsen. Zwar wird bisher laut einer Studie des CCAF nur ein gutes Drittel (36%) des Stroms für den Bitcoin aus regenerativen Energien bezogen. Um diesen Wert auszubauen, setzen jedoch viele Anbieter neue Prioritäten bei der Standortwahl. Eine Lage nahe an erneuerbaren Energiequellen mit geringer Auslastung ist das Ideal. In Nordschweden übernahm zu Beginn des Jahres etwa der Frankfurter Betreiber Northern Data AG ein Serverzentrum, das vollständig mit erneuerbaren Energien versorgt wird. Mit kleinen mobilen Rechenzentren will man zudem mehr Flexibilität erzeugen, um schneller an die „grünen“ Energiequellen wie Wasser- und Windkraft mit offenen Kapazitäten heranzurücken.

Da der nachhaltigste Strom immer noch der ist, der gar nicht erst verbraucht wird, drehen sich die Planspiele in der Branche vielfach um das Thema Energieeffizienz. Mit dem Ziel die benötigte Energie weitestgehend auf die Steigerung der Rechenleistung zu konzentrieren, wird vor allem nach Möglichkeiten gesucht den Aufwand für die künstliche Kühlung zu senken. Die leistungsfähigen Multicore-Prozessoren, setzten viermal so viel Energie wie herkömmliche Server-Racks um, damit KI, Big Data, Rendering und eben auch das Krypto-Mining überhaupt sinnvoll ausgeführt werden können. Umso wichtiger wird die Planung einer IT-Infrastruktur, die natürliche Faktoren wie Abluftströme und die Außentemperaturen für Energieeinsparungen berücksichtigt.

 

Das Rechenzentrum der Zukunft: Ultraeffizient und emissionsfrei?

Am Standort in Nordschweden etwa liegen die Temperaturen bei 1,3 Grad Celsius, was neuen Spielraum für mehr Effizienz durch passive Kühlung eröffnet. Angesichts dessen, dass mit die größten Miner-Standorte weiterhin in den USA und China liegen, können neue Standorte noch deutliche Veränderungen in der Energiebilanz der Branche bewirken. Doch auch wenn man den Blick ins Innere des Rechenzentrums richtet, bietet sich Raum für effizienzsteigernde Innovationen seitens der Betreiber - so zum Beispiel beim Zusammenspiel aus Hard- und Software. Auf KI-Basis können bereits Chips und Prozessoren je nach Rechenbedarf individuell angesteuert werden. Eine Managementsoftware verteilt Workloads nach dem Prinzip der optimalen Auslastung. Die feinteilige Skalierbarkeit sorgt dafür, dass sich der Energieverbrauch eng an der benötigten Rechenleistung orientiert und der Hardwareverschleiß auf ein Minimum reduziert wird. Zumindest in Europa könnte mit einem Mix aus „grüner“ Energiezufuhr und Effizienz-Innovationen so Stück für Stück der Weg zur Emissionsfreiheit des HPC geebnet werden. Laut einer Vereinbarung der europäischen Data Center Betreiber mit der EU-Kommission soll dieses Ziel bis 2030 erreicht sein.


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