Inside df: Wie uns das Raspberry Pi beim Energiesparen hilft

Co-Autor: Markus Kalmuk

In unserem Blog gab es schon mehrfach Artikel zum Thema Energieeffizienz. Aber: Woher wissen wir überhaupt welche Energiemenge wir an welcher Stelle verbrauchen?

Klar: Für einen ersten Überblick kann man sich anschauen wie viel Strom das Rechenzentrum bzw. einzelne Abschnitte darin komplett benötigen. Zu einem besseren Verständnis was wo passiert – und damit zu einer erfolgreichen Optimierung – gehören aber wesentlich feiner gestaffelte Messmöglichkeiten. Am besten ist eine Live-Verbrauchsanzeige nach Stromkreis und zwar inklusive festgelegter Grenzwerte für den Verbrauch mit entsprechender Alarmierung.

Hier einige Beispiele unserer Systemüberwachung im Bereich Stromverbrauch:

Graph einer Zuleitung eines gerade in Betrieb genommenen Racks

Livewerte für zwei neu aufgebaute Racks

Für ein solches Erfassen der Stromverbräuche gibt es viele fertige Lösungen bekannter Hersteller von denen wir auch einige einsetzen. Als Hoster sind wird jedoch immer daran interessiert zu verstehen, was in solchen Geräten passiert und zu überlegen, ob wir die Aufgabe nicht selbst zuverlässiger und besser erledigen können. Und genau hierbei hilft uns das Raspberry PI.

Mit Hilfe einer selbst entwickelten Platine fragen wir direkt neben unseren Zuleitungen montierte Stromzähler ab und ermitteln damit ständig den aktuellen Verbrauch. Pro Raspberry PI können wir bis zu 9×24 Stromkreise (in der Praxis: 2×24) überwachen – die Anzahl der Geräte bleibt also überschaubar. Der sehr geringe Stromverbrauch der Raspberry PI kommt natürlich ebenfalls unserer Energiebilanz zugute: Weniger Strom für Messeinrichtungen bedeutet weniger Overhead insgesamt.

Besonders wichtig ist es uns die Überwachungs-Elektronik logisch von der eigentlichen Zuleitung zu trennen. Dabei kann ein Defekt im Überwachungsgerät niemals dazu führen dass der Stromkreis unterbrochen wird und somit unsere Verfügbarkeit negativ beeinflussen. Dieser Tatsache messen wir höchste Bedeutung zu, haben wir doch schlechte Erfahrungen mit den fertigen Produkten einiger Hersteller gemacht.

Um die durch die Raspberry PI gewonnen Daten effektiv nutzen zu können, „holt“ sich unser Monitoring System fortlaufend und in regelmäßigen Abständen die Werte vom Raspberry PI ab und erstellt unter anderem oben gezeigte Graphen und Live Ansichten.

Platine zur Auswertung von Stromzählern

Der Einsatz der Raspberry PI hat jedoch noch einen weiteren Nutzen für uns, da sich über eine Zusatzplatine eine große Menge von Temperatursensoren anschließen und ebenfalls überwachen lässt.

Platine (noch nicht gereinigt) zum Auslesen von Temperatursensoren

Raumplan mit den Live Werten einiger Temperatursensoren

Zusammen mit den Stromverbrauchswerten hilft uns die detaillierte Übersicht der Temperaturwerte unser Rackdesign und die technischen Systeme weiter zu optimieren. Auch für die Temperatursensoren werden dabei automatisch von uns vorgegebene Grenzwerte überwacht, eventuelle bestehende Hotspots oder sonstige Probleme mit der Klimatisierung bemerken wir also sehr schnell. Ganz wichtig sind dabei für uns nicht nur die absoluten Temperaturen sondern auch dass die Temperaturen sehr konstant bleiben und nicht schwanken.

Als dritte Funktion verfügt jede Raspberry-PI Einheit darüber hinaus auch noch über einen Sensor für die Luftfeuchte, welche ebenfalls durch uns auf Übereinstimmung mit den Soll-Werten hin kontrolliert wird.

Hier ein Bild einer solchen Messstation, montiert in einem 19“ Patchpanel:

19″ Messgerät

Für die Arbeit im Rechenzentrum und die laufend durchgeführten Verbesserungen gilt: Vor dem Optimieren kommt das Messen. Und genau das macht das Raspberry PI für uns – als im Verbrauch sparsame und kostengünstige Plattform – noch einfacher.

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