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Intelligente Energienutzung bei Computern

Die IT-Branche gibt sich gerne grün - auch wenn große Rechenzentren wahre Energiefresser sind. Da aber Energieverbrauch auch Geld kostet, wird optimiert, was das Zeug hält. Beispiel Dresden:Hier sollen anpassungsfähige Sensornetze den Energieverbrauch in Büros und am Arbeitsplatz senken.

Von Manfred Kloiber | 12.09.2012

    Noch sehen die Sensoren des Projektes Adaptive Sense aus wie handelsübliche Verteilerdosen aus grauem PVC, etwas kleiner als eine Zigarettenschachtel. Doch auf die Verpackung kommt es ja nicht an, sondern auf den Inhalt. Drinnen stecken neu entwickelte Sensor-Chips, die flexibel per Funk in ein Messnetzwerk eingefügt werden können. Die Netzwerktechnik dafür hat das Institut für Mikrorechner an der TU Dresden entwickelt, wo auch Joscha Köllner arbeitet.

    "Die Sensoren erfassen Zustände einzelner Geräte. Ist es im Aktivmodus, im Off-Modus, ist es im Sleep-Modus. Sie erfassen darüber hinaus Temperaturen, erfassen Helligkeiten im Raum, Anwesenheiten im Raum, sie messen den Energieverbrauch der einzelnen Geräte."

    Mit diesen Sensoren sollen die Arbeitsplätze in Büros ausgestattet werden, um die Energie-Effizienz der vielen Computer, Monitore, Drucker, Leuchten und natürlich auch der Heizung oder Klimaanlage zu erhöhen. Die Sensoren werden sowohl im Raum verteilt, als auch an jedem Arbeitsplatz installiert - um zum Beispiel die Mitarbeiter am Computer zu erkennen. Für die Kommunikation der Sensoren kommt eine Nahbereichsfunktechnologie zum Einsatz, die ebenfalls auf größtmögliche Energieeffizienz ausgelegt ist. Köllner:

    "Das Sensornetzwerk besteht aus einer Technologie, die sich 6LoPan nennt. Was bedeutet, dass auf Basis des Internet-Protokolls Version 6 Informationen in einem Netzwerk zur Verfügung gestellt werden, verteilt werden können in dem Moment dann auch intelligente Rückschlüsse daraus geschlossen werden können, wie Energie besser verteilt und sinnvoll auf das entsprechende Nutzungsverhalten angepasst werden kann."

    Das Sensornetzwerk verschlüsselt die Daten und schickt sie zur Auswertung in die Cloud. Aus den Daten tausender Sensoren, entstehen so Nutzungsprofile, mit deren Hilfe auch die Bürogeräte oder die Klimaanlage gesteuert werden können. Diese Analyse geht sogar so tief, dass die Sensoren nicht nur feststellen, ob ein PC angeschaltet ist oder ob ein Benutzer vor dem Monitor sitzt. Sondern Kontrollprogramme auf den Arbeitsplatzrechnern sollen sogar jeden einzelnen Software-Prozess überprüfen, um so auf dem PC sinnlos vor sich hin laufende Anwendungen und Treiber aufzuspüren.

    "Das, was wir mit diesem Sensornetzwerk machen, ist zu genau vergleichen, wann benötigt der Nutzer welche Prozesse tatsächlich jeden Tag und welche sind letztendlich so eine Art Altlasten, die schon lang abgeschaltet werden könnten oder unter Umständen zum Ressourcenfresser werden, den Computer sogar noch verlangsamen, und gleichzeitig aber auch immer Energie verbrauchen."

    Noch aber sind die genauen Zusammenhänge nicht geklärt - denn das "Adaptive Sense" - Sensornetzwerk muss erst aufgebaut werden. Ein Blick in das Innere des kleinen, grauen Sensorkästchens offenbart allerdings noch ein anderes Problem. Da die Sensoren autonom arbeiten per Funk arbeiten, benötigen sie alle noch Batterien. Doch die sind für die Betriebssicherheit problematisch - und der Batteriewechsel kostenintensiv. Deshalb denken die Forscher über sogenanntes Energy-Harvesting nach, erklärt Stephan Benecke von der TU Berlin:

    "Unter Energy-Harvesting versteht man die Energieversorgung von elektrischen Systemen aus der unmittelbaren Umgebung. Das heißt, dass man zum Beispiel Temperaturgradienten, Vibration in elektrische Energie wandelt, und sie dann vor Ort nutzt, um das elektrische System zu betreiben."

    Das funktioniert schon ganz im Maschinenbau - da wo die Sensoren ständig bewegt werden oder großen Temperaturunterschiede herrschen. Doch im Büro, vor dem Bildschirm, wo sich kaum etwas bewegt - da wird die Energie-Ernte für Bewegungssensoren oder Temperaturfühler zum Problem. Deshalb ist Sensorexperte Köllner von der TU Dresden ganz bescheiden. Die Batterien will er demnächst doch durch ein Kabel ersetzen - und zwar durch ein USB-Kabel zum Anschluss an den PC.