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Kolumne: Silicon Future:Der große Hunger

An dieser Stelle schreiben jeden Mittwoch Helmut Martin-Jung, Marc Beise (beide München), Karoline Meta Beisel (Brüssel), und Jürgen Schmieder (Los Angeles) im Wechsel.

Daten, Daten, Daten - der Treibstoff unserer Zeit vermehrt sich rasend schnell. Aber was heißt das für den Energiever­brauch? Viele Daten, viel Strom? Ganz so einfach ist es nicht, denn die Rechenzentren gehen immer sparsamer mit Energie um.

Büromenschen und ergo Internetnutzer machen es Dutzende Male am Tag: bei einer Suchmaschine Anfragen eingeben wie: "Gut Pizza essen". Aber was passiert eigentlich, wenn wir das tun? Wer eine Suchmaschine nutzt, löst eine Kettenreaktion aus. Dutzende, manchmal sogar Hunderte Serverrechner helfen mit, sie in Sekundenbruchteilen zu beantworten. Was könnte der Frager eigentlich wissen wollen? Wie spät ist es, welcher Wochentag, von woher kommt die Anfrage - von einem Bürocomputer oder von einem Smartphone, in welcher Stadt ist die IP-Adresse registriert? Das und viel mehr fließt ein, um möglichst hilfreiche Ergebnisse zu liefern.

Geht es darum, eine Pizzeria mit guter Bewertung in der Nähe zu finden? Das würde der Algorithmus der Suchmaschine wohl annehmen, wenn man die Anfrage von einem Handy mittags oder abends stellt. Oder geht es am Ende um eine Pizzeria in Essen? Oder gar um ein Rezept?

Früher hätte man halt in ein Kochbuch geguckt, jemanden angerufen oder die Gelben Seiten zur Hand genommen - je nachdem, was mit der Anfrage nun wirklich gemeint war. Heute hat man's einfacher, aber dass sich dahinter ein gewaltiger Aufwand verbirgt, daran denken nur die wenigsten. Und es geht ja nicht bloß um Privatleute. Auch die Wirtschaft verlagert ihre Rechenzentren zunehmend an Orte, die man "die Cloud" nennt. In Wahrheit sind auch das nur Rechenzentren, bloß dass die größer sind als die alten und von Spezialisten betrieben werden.

Immer mehr Computer, immer mehr Handys, immer mehr Dienste, die übers Netz laufen - klar, dass das nicht ohne Einfluss bleiben kann auf den Stromverbrauch. Oder? Schon 2010 machte die Cloud ein bis eineinhalb Prozent des Stromverbrauchs weltweit aus. Doch seither ist ja der Datenverkehr exponentiell angewachsen. 4,5 Millionen Anfragen stellen die Nutzer der Google-Suche - pro Minute. Die Liste lässt sich beliebig fortsetzen. Bis 2025 soll die Datenmenge der Welt auf unfassbare 175 Zettabyte anwachsen.

Nun folgt für gewöhnlich der Versuch, das irgendwie einzuordnen: Ein Zettabyte, das ist eine 1 mit 21 Nullen. Wäre ein Byte eine Streichholzschachtel - na ja, so richtig bringen einen diese Vergleiche auch nicht weiter, es ist und bleibt gigantisch unvorstellbar. Daten, Daten, Daten. Und es werden immer mehr.

Auch die Cloud ist etwas, das man nicht bedenkenlos nutzen sollte

Wie ist das also mit dem Stromverbrauch? Sind wir alle Schreibtischtäter? Sitzen nichts ahnend im Büro, bearbeiten Excel-Tabellen, schreiben Mails, machen unsere Spesenabrechnung und stressen dabei die Server? Chillen zu Hause mit Netflix, während das Kühlwasser im Rechenzentrum kocht?

Wäre ja irgendwie logisch: Von nichts kommt nichts. Also muss von viel Nutzung auch viel Verbrauch kommen. Diese Frage hat sich auch eine Gruppe von Forschern um den Umweltwissenschaftler Eric Masanet gestellt. Mit einem ziemlich überraschenden Ergebnis, über das sie im Magazin Science berichten: Zwar stieg der weltweite Stromverbrauch von Rechenzentren zwischen 2005 und 2010 um knapp die Hälfte an. Aber dann geschah etwas Merkwürdiges. Obwohl mehr und mehr Firmen zumindest einen Teil ihrer Aktivitäten in die Cloud verlagerten, passierte nicht, was viele erwartet und manche vorhergesagt hatten. Der Energieverbrauch der Server in den Rechenzentren ging um den Faktor vier zurück - was laut den Wissenschaftlern vor allem zwei Gründe hatte: Neuere Chips sind energieeffizienter, und die Server verbrauchen im Leerlauf weniger.

Doch damit nicht genug. Beim Speicher ging der Verbrauch durch effizientere Technologien sogar um das Neunfache zurück. Zudem wurden weniger einzelne Server aufgestellt. Stattdessen teilen sich auf einem physikalischen Gerät mehrere virtuelle Server die Hardware.

Die Betreiber von Rechenzentren bemühen sich zudem darum, auch bei der Planung der Gebäude auf Energieeffizienz zu achten - schließlich sind das ja auch Kosten, die sie angesichts der knappen Margen in diesem Geschäft gerne einsparen wollen. Rechenzentren werden beispielsweise in kälteren Regionen gebaut, wo die Außenluft zur Kühlung dienen kann. Das alles führte letztlich dazu, dass der Energieverbrauch von Rechenzentren von 2010 bis heute nicht so stark gestiegen ist wie angenommen, obwohl zum Beispiel die Zahl der verfügbaren Recheneinheiten dramatisch zugelegt hat. Doch die Daten müssen auch hin zur Cloud und wieder zurück; auch die Netze sind ja keine rein passiven Transportautobahnen, sondern brauchen Gerätschaften, ohne die es nicht geht. Und auch die brauchen Strom, und zwar deutlich mehr als die Rechenzentren selbst. Besonders viel übrigens mobile Netzwerke, auch wenn der neue Standard 5G effizienter ist als seine Vorgänger.

Überdies fußen die ganzen schönen Kalkulationen zum Energieverbrauch der Cloud auf mehr oder weniger groben Schätzungen, eine Meldepflicht dafür gibt es nicht. Die einzuführen, wäre schon einmal ein wichtiger Schritt. Zwar liegt es auch im Interesse der Betreiber, Energie zu sparen, weil das auch Geld spart. Trotzdem wäre es gut zu wissen, was die Cloud nun wirklich schluckt - so wie es aussieht, wird dies ja in der nächsten Zeit nicht weniger werden.

Auch die Cloud ist also etwas, das man nicht bedenkenlos nutzen sollte, so wie man eben auch Flüge oder den Fleischkonsum einschränken sollte. Aber klar ist auch: Verglichen mit den kleinen, ineffektiven Rechenzentren von früher sind die großen Clouds tatsächlich die weitaus bessere Variante.

© SZ vom 11.03.2020
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