Rechenzentren: Sicherheit und Klimawandel sorgen für Kopfzerbrechen

Rechenzentren stehen laut der Internationalen Energieagentur für 2 bis 3 % des weltweiten Stromverbrauchs und werden immer zahlreicher. Ein Boom, für den viele Herausforderungen in den Bereichen Technik, Technologie, Gesetze und Vorschriften sowie Sicherheit zu bewältigen sind.

Weltweit werden immer mehr Rechenzentren gebaut. Aufgrund des schnellen Wachstums bei Cloud-Computing, Künstlicher Intelligenz und der allgemeinen Digitalisierung wird dieser Boom anhalten (siehe Kasten). So dürfte sich das Volumen dieses Marktes von 125 Mrd. Dollar im Jahr 2024 innerhalb von zehn Jahren knapp verdreifachen. Ein derartiger Aufschwung sorgt für zahlreiche Herausforderungen technischer Natur (Kühlung), aber auch auf technologischer (IT-Infrastruktur), regulatorischer oder sicherheitspolitischer Ebene.

Aufgrund steigender Serverdichte und größerer Wärmemengen reichen herkömmliche Luftkühlsysteme beispielsweise nicht mehr aus. „Deshalb setzen sich zunehmend effizientere Lösungen wie Flüssigkeits- oder Immersionskühlung durch“, erläutert David Preinl, Leiter Cyber Analytics & Defense bei Fernao Magellan, einer deutschen Business Unit von VINCI Energies und Fachfirma für Cybersicherheit. „Diese Verfahren können den Energieverbrauch senken und die Kühleffizienz steigern, insbesondere in Hochleistungs-IT-Umgebungen.”

Rechenzentren müssen auch für die Implementierung moderner Technologien wie KI sowie modernste Hard- und Software sorgen. „Das erfordert evolutive IT-Infrastruktur mit hohem Datendurchsatz und geringer Latenz. Modulare Designs und Hybrid-Cloud-Architekturen sind ein Muss, wenn die Anlagen langfristig betrieben werden sollen“, erläutert Preinl.

Außerdem sind örtlich geltende Vorschriften wie die DSGVO in Europa oder die HIPAA in den USA einzuhalten, um Datensicherheit und -schutz zu gewährleisten. Zudem werden die Umweltvorschriften immer strenger und zwingen die Rechenzentren zum Rückgriff auf erneuerbare Energiequellen und zur Verbesserung der Energieeffizienz.

„Die Cybersicherheitslandschaft von Rechenzentren hat sich im letzten Jahrzehnt erheblich verändert.”

Im Bereich Sicherheit wachsen die Bedrohungen, so dass robuste Sicherheitsmaßnahmen unerlässlich sind. „Dabei handelt es sich insbesondere um physische Sicherheitssysteme wie biometrische Zutrittskontrollen, fortschrittliche digitale Schutzmaßnahmen wie Verschlüsselung sowie Systeme, die Bedrohungen in Echtzeit erkennen“, erläutert der Leiter Cyber Analytics & Defense von Fernao Magellan.

Innovative Lösungen gefragt

Vor diesem Hintergrund erfordert der Aufbau eines Rechenzentrums innovative Lösungen. Zunächst am Standort selbst. „Moderne Rechenzentren sind oft in modularen Gebäuden untergebracht, die einfach und schnell erweitert werden können. Die Fertigmodule müssen auf der Baustelle nur noch zusammengebaut werden“, unterstreicht Preinl.

Was das Thema Energiesparen betrifft, so nutzen Rechenzentren zunehmend erneuerbare Energiequellen wie Solar- oder Windstrom und verbessern dadurch ihre Klimabilanz. KI-gesteuerte Energiemanagementsysteme sorgen zudem für einen effizienten Einsatz der Energiesysteme.

Besondere Herausforderung Cybersicherheit

Bleibt die Frage der Cybersicherheit. Eine der kritischsten Herausforderungen, vor denen moderne Rechenzentren stehen. Weil sie immer stärker vernetzt und sowohl von der IT (Information Technology) als auch der OT (Operational Technology) abhängig sind, unterliegen sie einer Vielzahl von Bedrohungen, die ihren Betrieb stören, sensible Daten gefährden und erhebliche finanzielle Schäden verursachen können.

„Die Cybersicherheitslandschaft von Rechenzentren hat sich im letzten Jahrzehnt erheblich verändert“, unterstreicht Preinl. „Früher lag der Schwerpunkt auf der physischen Sicherheit. Die aktuellen Bedrohungen sind jedoch viel komplexer und ausgefeilter. Die Angriffe zielen nicht nur auf die gespeicherten Daten ab, sondern auch auf die zugrunde liegende Infrastruktur, die für den reibungslosen Betrieb der Anlage sorgt.”

Außerdem setzen Rechenzentren stark auf OT-Komponenten, etwa Gebäudemanagementsysteme, um optimale Betriebsbedingungen zu gewährleisten. Diese Systeme wurden ursprünglich eher unter dem Leistungs- als unter dem Sicherheitsaspekt entwickelt und sind deshalb zunehmend Ziel von Cyberangriffen.

„So können beispielsweise die Kühlsysteme angegriffen werden. In der Folge überhitzen die Server, und das kann zu Pannen führen“, erläutert Preinl. „Um dem entgegenzuwirken, müssen Rechenzentren fortschrittliche Intrusion Detection-Systeme und eine strategische Netzwerksegmentierung implementieren.”

Bau und Ertüchtigung vorausplanen

Aber vor allem, betont der Leiter Cyber Analytics & Defense von Fernao Magellan, müssen die Errichtung, der Betrieb, der Ausbau und schließlich der Rückbau eines Rechenzentrums vorausgeplant werden. Die Wahl des Ortes ist entscheidend. „Ideale Standorte für Rechenzentren hängen von einer Reihe von Faktoren ab, etwa die Verfügbarkeit der Energieversorgung, die Klimabedingungen, die Netzanbindung sowie steuerliche Anreize“, so Preinl. Er fügt hinzu: „Es müssen modulare Upgrades für neue Technologien eingeplant werden, beispielsweise KI oder Quantencomputer, sowie Nachhaltigkeitsmaßnahmen für den Fall des Rückbaus oder der Umwidmung der Anlagen, so dass möglichst geringe Umweltauswirkungen entstehen“.

Kapazitätsverdopplung alle vier Jahre

2024 gab es laut Daten von Synergy Research 11.000 Rechenzentren, davon etwa 1.000 riesige „Hyperscales“, die von den Cloudanbietern Amazon, Google und Microsoft betrieben werden und sehr viel Energie verbrauchen.  Rechenzentren, deren Kapazität sich alle vier Jahre verdoppelt, sind insbesondere in den USA angesiedelt (über 5.000), außerdem in Deutschland, Großbritannien, China und Frankreich. Zwischen 2022 und 2030 dürfte die Investitionssumme für Rechenzentren laut einer Studie von Synergy und McKinsey von 32 auf 49 Mrd. Dollar anwachsen.

14/11/2025