Rechenzentrumsdesign im Zeitalter der KI: Integration von KI in bestehende Infrastrukturen

Dies ist Teil 3 unserer dreiteiligen Blogserie über Künstliche Intelligenz (KI) und KI-fähige Rechenzentrumsinfrastruktur.

• Lesen Sie Teil 1: Nutzen Sie das Potenzial von KI und bewältigen Sie Störungen mit Digital Realty
• Hier finden Sie Teil 2: Haben Rechenzentren im Zeitalter der KI ausgedient? Nicht nach unserer Einschätzung
• Lesen Sie weiter – Teil 3

Wie können Unternehmen im Zeitalter der künstlichen Intelligenz (KI) beurteilen, ob ihr vorhandenes Rechenzentrumsdesign die modernen Anforderungen, die für den Betrieb von KI erforderlich sind, vollständig erfüllt? Bei der Entwicklung von KI-Strategien und der Bewertung der Infrastrukturlandschaft müssen IT-Verantwortliche einige wichtige Überlegungen anstellen.

Dieser Blog untersucht:

• Was gilt als bestehende IT-Infrastruktur?
• So integrieren Sie neue KI-Geräte in die vorhandene Infrastruktur.
• Bewertung des Rechenzentrumdesigns und der bestehenden Infrastruktur.
• Die Kunst der Rechenzentrum-Nachrüstung.

Obwohl KI-Workflows neue Herausforderungen und Fragen hinsichtlich der einzigartigen Anforderungen an Stromversorgung und Kühlung aufwerfen, sollten IT-Verantwortliche den Zustand ihres IT-Rechenzentrumsdesigns bewerten, um den Bedürfnissen der aufkommenden und sich weiterentwickelnden modernen Anforderungen gerecht zu werden.

Was sind Kennzeichnen einer veralteten IT-Infrastruktur?

Die Identifizierung veralteter Infrastruktur ist zum Teil Intuition und zum Teil Erfahrung. Aus der Perspektive der IT-Ausrüstung könnten wir annehmen, dass alles, was nicht auf der Höhe der Zeit ist, veraltet ist. Dies ist jedoch häufig nicht der Fall. 

Viele der IT-Systeme weltweit laufen nicht auf der neuesten und modernsten Hardware. Dies wird sich aufgrund der typischen Budget-, Ausgaben- und Geräteaktualisierungszyklen von allen, von der Hyperscale-Cloud bis hin zu kleinen Unternehmen, fortsetzen.

Selbst im Zeitalter der KI wird nicht jedes Rack 100 kW verbrauchen oder eine Flüssigkeitskühlung benötigen. Racks voller Netzwerk-, Speicheraggregations- oder Speichergeräte können weiterhin unter 15 kW pro Stück liegen und sind auf Luftkühlung angewiesen. 

Es ist schwierig, die IT-Infrastruktur allein aufgrund ihres Stromverbrauchs als veraltet oder nicht zu klassifizieren. Verschiedene Branchen-Benchmarks zeigen, dass neue Generationen von Zentralprozessoren (CPUs), Grafikprozessoren (GPUs), Netzwerkgeräten und anderen IT-Infrastrukturanlagen deutlich schneller sind als ihre Vorgänger, aber dies allein reicht oft nicht aus, um bestehende Geräte als veraltete Infrastruktur zu bezeichnen. 

Der beste Test besteht darin, zu entscheiden, ob die aktuelle Infrastruktur die Entwicklungs- und Betriebsaktivitäten des Unternehmens in einer Weise behindert, wie es bei Geräten der neuen Generationen nicht der Fall wäre.

Falls dies der Fall ist, sollte sie als veraltete Infrastruktur eingestuft werden.

Integration von KI in die bestehende IT-Infrastruktur 

Im Falle von IT-Ausrüstung können wir uns die Integration von KI so vorstellen, dass entweder vorhandene Server und deren unterstützende Ausrüstung genutzt werden, um neue KI-Funktionen auszuführen, oder dass die eingesetzte Hardware durch neue, KI-spezifische Ausrüstung ergänzt wird, um neue KI-Funktionen auszuführen. 

Ein Beispiel für Letzteres ist die Erweiterung eines bestehenden Racks mit CPU-basierten Servern durch zwei neue GPU-basierte Server, um mehr parallele Rechenleistung bereitzustellen und einen Chatbot für die internen Nutzer eines Unternehmens zu starten.

Dies mag einfacher erscheinen als die Unterbringung einer neuen KI-Bereitstellung mit hoher Dichte, aber es bringt drei Herausforderungen mit sich:

• Das Hinzufügen von GPU-basierten Servern in einer ansonsten low-density Rack-Umgebung kann Hotspots erzeugen, für die das Kühlsystem des Gebäudes ursprünglich nicht ausgelegt ist.
• Dies könnte zu ungleichmäßigen Stromlasten in der Anlage führen und die Notwendigkeit einer Neuzuweisung von Backup-Stromressourcen mit sich bringen.
• Es kann zu einer Netzwerküberlastung kommen, da die neue Ausrüstung die pro Rack übertragenen Daten vervielfacht. 

Diese Faktoren können zu neuem Druck auf das Rechenzentrum führen, das Sie als Teil Ihres IT-Stacks selbst betrachten sollten.

Bewertung des Rechenzentrumdesigns und der veralteten Infrastruktur 

Das Rechenzentrum ist ebenso ein Bestandteil Ihrer IT-Infrastruktur wie die Server, die Sie darin bereitstellen, und daher sollten wir überlegen, wie sich dieses Konzept der veralteten Infrastruktur auch auf die Infrastruktur des Rechenzentrums anwenden lässt.

In technologischer Hinsicht ist die Rechenzentrumsbranche kein Neuling mehr. Digital Realty allein unterstützt weltweit rund 2,4 Gigawatt an IT-Ausrüstung seiner Kunden, und das geschah nicht über Nacht. 

Seit unserer Gründung im Jahr 2004 haben wir die Kapazität unserer globalen Rechenzentren jedes Jahr schrittweise erweitert und das im laufenden Betrieb. Viele Unternehmen ersetzen ihre Server alle drei bis fünf Jahre, aber einige Server können bis zu acht Jahre lang im Einsatz sein. Wenn Geräte ausgetauscht werden, erfolgt dies phasenweise, sodass die Anwendungen des Unternehmens ohne echte Ausfallzeiten funktionieren.

Das bedeutet, dass das Rechenzentrum immer arbeitet. Ein Rechenzentrumsbetreiber kann nicht einfach die gesamte IT-Ausrüstung seiner Kunden herausholen, ein umfassendes Upgrade des Rechenzentrums durchführen und dann alles wieder einbauen. Im Laufe der Zeit wird die Mischung der Kundengeräte im Rechenzentrum in der Regel einige ältere und einige nicht ältere Geräte enthalten. 

Zusätzlich können mit dem Alter des Rechenzentrums einige Eigenschaften, wie die Luftstromgestaltung, die Bodenkonstruktion und die Unterstützung für Flüssigkeitskühlung, möglicherweise nicht mehr optimal für alle Geräte sein, die die Kunden nutzen. 

Beispielsweise verwenden viele Rechenzentren einen Doppelboden - KI-Geräte führen zu höheren Rack-Dichten, nicht nur in Bezug auf den Stromverbrauch, sondern auch aufgrund ihres Gewichts. In einigen Fällen benötigen diese Racks einen soliden Betonboden.

Dies bedeutet, dass für bestimmte Anwendungsfälle einige Rechenzentren unserer Definition von veralteter Infrastruktur entsprechen.

Ein gut gestaltetes Rechenzentrum ist jedoch weitaus flexibler in Bezug auf Upgrades eines Servers oder einer ganzen Reihe von IT-Geräten. Ein Rechenzentrum kann über 15 bis 20 Jahre halten, je nachdem, wie gut der Betreiber es im Laufe der Zeit konzipiert, nachrüstet und modularisiert. 

KI hat zu einer grundlegenden Veränderung der Rack-Dichten und anderer Anforderungen geführt, die sich auf das Rechenzentrum auswirken. Häufig kann der Betreiber des Rechenzentrums Teile der Anlage aufrüsten, um diesen neuen Anforderungen gerecht zu werden.

Die Kunst der Nachrüstung des Rechenzentrumdesigns

Dieser Vorgang wird als Retrofitting bezeichnet, und die Kunst des Retrofittings ist ein Schlüsselfaktor dafür, wie effektiv der Rechenzentrumsbetreiber Rechenzentren für aktuelle und zukünftige Generationen von Servern und anderer IT-Infrastruktur entwerfen kann. Stellen Sie sich eine ältere Rechenzentrum-Anlage vor, die ursprünglich für durchschnittlich 10 kW pro Rack ausgelegt wurde. Mit dem Aufkommen der KI kann dieselbe Anlage voraussichtlich 100 kW pro Rack unterstützen, ohne den Luxus einer vollständigen Abschaltung und eines grundlegenden Neuentwurfs.

Die Flexibilität, diese Arten von Änderungen im Rechenzentrum im Laufe der Zeit zu unterstützen, ist ein wesentlicher Bestandteil unserer Konzeption und des Betriebs unserer Rechenzentren. Zum Beispiel:

• Wo ein Doppelboden nicht mehr benötigt wird, kann er aufgefüllt werden.
• Wo Flüssigkeitskühlung erforderlich ist, können wir Rohrleitungen von einem neuen Kaltwassersatz und einem Reservoir zum Rack verlegen.
• Wo neue Netzwerkfähigkeiten erforderlich sind, können wir zusätzliche Konnektivität bereitstellen und alle Netzwerkressourcen innerhalb der Einrichtung selbst optimieren, um sie anzupassen.