Das von Exyte entwickelte Proof‑of‑Concept‑Projekt kombiniert drei Fähigkeiten, die selten in einem einzigen System zusammenkommen: eine modulare Bauweise, vollständige Mobilität und eine hochdichte Zweiphasen‑Immersionskühlung. Diese Kombination ermöglicht es, das Rechenzentrum mit hoher Präzision in der Fabrik zu fertigen, als vollständig mobiles Containermodul zu transportieren und nahezu überall mit außergewöhnlicher Effizienz einzusetzen.
Modulare Bauweisen gewinnen zunehmend an Bedeutung, da die Nachfrage nach Rechenkapazität weiter steigt. Die Zweiphasen‑Immersionskühlung steigert die Effizienz zusätzlich, da sie höhere Rechendichten und eine stabile Leistung auch unter anspruchsvollen klimatischen Bedingungen erlaubt. Das Konzept hat sich bereits in einem anspruchsvollen Feldtest unter tropischen Bedingungen bewährt und wird derzeit in Deutschland weiterentwickelt.
Sam Harris, Senior Manager Offsite Manufacturing Data Centers
Mit dem Ausbau der digitalen Infrastruktur steigt der Bedarf an Rechenleistung in immer kürzeren Zeiträumen. Anwendungsfälle wie Echtzeitanalysen, das Training von Modellen der künstlichen Intelligenz, Edge‑Computing für vernetzte Fahrzeuge oder wissenschaftliche Simulationen erfordern schnelle und flexible Lösungen. „Modulare Rechenzentren verkürzen die Bereitstellungszeiten und ermöglichen es, Rechenkapazitäten dort bereitzustellen, wo sie benötigt werden“, erklärt Sam Harris, Senior Manager Offsite Manufacturing Data Centers bei Exyte. Mobile Einheiten sind Teil dieser Entwicklung, da sie Hochleistungsrechnen an Orte bringen, an denen feste Rechenzentrumsgebäude nicht schnell genug realisiert werden können oder gar nicht sinnvoll sind.
Als Machbarkeitsnachweis haben Ingenieure von Exyte ein mobiles Rechenzentrum mit Zweiphasen-Immersionskühlung entwickelt. „Auch wenn der Machbarkeitsnachweis nicht darauf abzielt, jedes Szenario direkt abzudecken, zeigt er Exytes Fähigkeit, vollständig integrierte Rechenzentrums-Module zu entwerfen und herzustellen, die Werksabnahme abzuschließen und sie einsatzbereit zu versenden“, sagt Harris. Das Konzept kombiniert ein kompaktes Layout mit zwei Containern, die mit Standardlogistik transportiert werden können, und ein fortschrittliches Zweiphasen-Immersionskühlsystem.
„Unser Ziel war es zu zeigen, dass Hochleistungsrechnen in einem mobilen, modularen Format bereitgestellt werden kann, ohne Kompromisse bei Effizienz oder Sicherheit einzugehen“, sagt Manfred Engelhard, Director of Technology in Exyte’s Global Business Unit Data Centers. „Der Proof of Concept bestätigt unsere Berechnungen und zeigt, dass die Einheit in kurzer Zeit fast überall auf der Welt eingesetzt und eingerichtet werden kann.“
Manfred Engelhard, Director Technology Management Data Centers
Ein modulares Design für Mobilität
Das mobile Rechenzentrum besteht aus zwei transportablen, standardisierten Containern, die übereinander gestapelt sind. Zusammen sind sie für eine IT-Last von bis zu 1,5 bis 2 Megawatt in nordischen Klimazonen und bis zu 1 Megawatt in tropischen Klimazonen ausgelegt. 1 MW IT-Last bedeutet, dass die Leistung ausschließlich für Server und andere Computerhardware zur Verfügung steht. Dies entspricht ungefähr der Leistung, die benötigt wird, um etwa 1.500 durchschnittliche Haushalte mit ihrem typischen Stromverbrauch zu versorgen.“Was diese Lösung einzigartig macht, ist die Integration”, erklärt Engelhard. “Wir kombinieren Zweiphasen-Immersionskühlung mit einem modularen, vollständig transportablen Kühlerzeugungssystem. Nach unserem Wissen wurde diese Kombination in dieser Form von niemand anderem gebaut.”
Was ist Zweiphasen-Immersionskühlung?
Die Zweiphasen‑Immersionskühlung funktioniert, indem eine nicht leitende Flüssigkeit – also eine Flüssigkeit, die keinen elektrischen Strom leitet – bei niedriger Temperatur verdampft und der entstehende Dampf anschließend wieder kondensiert. Dieser Kreislauf ermöglicht eine besonders effiziente, passive Abfuhr der entstehenden Wärme.
Im Vergleich zu herkömmlichen luftgekühlten Systemen reduziert dieser Ansatz den Energieverbrauch, unterstützt höhere Rechendichten und eliminiert die Notwendigkeit komplexer Luftbehandlungsanlagen. Das Design von Exyte verzichtet durch indirekte Freiluftkühlung auf Kältemaschinen. Bisher war Zweiphasen-Immersionskühlung in mobilen Rechenzentren nicht verfügbar.
Exyte integriert das gesamte System direkt in den Container, was zu einer kompakten Einrichtung führt, die vor Ort weniger Platz benötigt und einfacher zu installieren ist. „Kurz gesagt, unsere Einheit arbeitet ohne Kältemaschinen, wasserfrei und mit hervorragender Energieeffizienz“, sagt Engelhard. Dies macht das System geeignet für Regionen, in denen Wasser knapp ist, und vermeidet die zusätzlichen Investitionen und Betriebskosten, die normalerweise mit herkömmlichen Kältemaschineninstallationen verbunden sind.
Bewährung unter tropischen Bedingungen
Die Testphase in Singapur diente dazu, die thermische Leistungsfähigkeit des Systems unter anspruchsvollen Umweltbedingungen zu validieren. Die Einheit umfasst zwei 500‑Kilowatt‑Immersionstanks, gefertigt vom deutschen Partner Wieland, sowie ein dachmontiertes Kühlmodul, das Wärmetauscher, Pumpen, Rohrleitungen und großflächige Luftkühlelemente in einer kompakten Struktur vereint.
Die Einheit wurde bei einer IT‑Last von 1 Megawatt und 33 Grad Celsius unter direkter Sonneneinstrahlung getestet. Dabei erreichte sie eine Energieeffizienzkennzahl (PUE) von etwa 1,07 und unter kühleren Bedingungen von 27 Grad Celsius rund 1,03 – deutlich unter den typischen PUE‑Werten von etwa 1,5, die mobile luftgekühlte Systeme in vergleichbaren Klimazonen erreichen. Diese benötigen in der Regel deutlich mehr zusätzliche Energie, da Luftkühlung mit steigenden Temperaturen an Effizienz verliert. „Unsere Ergebnisse bestätigen, dass das Kühlkonzept wie berechnet funktioniert – auch unter tropischen Bedingungen“, sagt Engelhard.
Anwendungsfälle und Möglichkeiten
Das mobile Rechenzentrum ist ideal, um Rechenkapazität schnell an Standorten bereitzustellen, an denen permanente Einrichtungen zu teuer oder physisch eingeschränkt sind, oder es zu lange dauert sie zu errichten. Dies macht es besonders wertvoll für ältere Rechenzentren, die keine modernen KI/HPC-Hardware hosten können. Durch die Platzierung von immersion-gekühlter HPC-Kapazität neben dem bestehenden Gebäude und die Verbindung mit dem IT-Netzwerk können Kunden neue Workloads ohne größere Umbauten ausführen.
Typische kurzfristige Anforderungen umfassen temporäre Kapazitäten während Umbauten, Forschungscomputing für begrenzte Zeiträume und Einsätze in abgelegenen oder industriellen Standorten. Zusätzliche Anwendungen umfassen Regierungs- und Zivilschutzanwendungen, beispielsweise bei Naturkatastrophen, sowie Medienoperationen an temporären Veranstaltungsorten. In Zukunft könnten mobile Rechenzentren auch verteiltes Edge-Computing für autonome Fahrsysteme unterstützen.
Von der Konzeptentwicklung bis zur Kommerzialisierung
Mit dem erfolgreichen Abschluss des Proof of Concept befindet sich Exyte nun in Gesprächen mit potenziellen Kunden, wobei die kommerzielle Produktion des Proof of Concept oder anderer modularer Rechenzentrumslösungen der nächste logische Schritt ist.
„Mit dem Proof of Concept haben wir unsere Fähigkeit unter Beweis gestellt, modernste modulare Rechenzentrumstechnologie über unser globales Offsite‑Fertigungsnetzwerk zu entwerfen, zu bauen und in Betrieb zu nehmen. Jetzt arbeiten wir aktiv mit unseren Kunden daran, diese Lösungen in die kommerzielle Anwendung zu überführen“, sagt Harris.
OSM: Offsite-Fertigung für schnelle Ergebnisse
Offsite-Fertigung revolutioniert die Realisierung komplexer, hochmoderner Anlagen. Durch die Kombination frühzeitiger Ingenieursexpertise mit modularen und vorgefertigten Lösungen hilft Exentec seinen Kunden, Risiken zu minimieren, die Sicherheit zu verbessern und Zeitpläne zu verkürzen. Von Rechenzentren bis hin zu anderen geschäftskritischen Anwendungen zeigt dieser Ansatz, wie OSM über ein Schlagwort hinausgeht und zu einer praktischen Lösung für eine schnellere und besser planbare Projektabwicklung wird.
Bei Exyte geht es im Engineering nicht nur darum, das zu liefern, was heute benötigt wird, sondern auch darum, sich auf das vorzubereiten, was als Nächstes kommt. Die von Exyte entworfenen, geplanten und gebauten Anlagen unterstützen Branchen, die sich schnell bewegen und in großem Maßstab arbeiten. Wir definieren ständig neu, was möglich ist. Was folgt, geht über eine Vision hinaus, um die nächsten Schritte zu gehen. Sorgfältige Planung, technisches Fachwissen und disziplinierte Umsetzung.
In den Bereichen Hightech-Fertigung, Dateninfrastruktur und Biowissenschaften arbeitet Exyte an der Schnittstelle von Ideen und Realität. Engineering what’s next bedeutet, aufkommende Technologien in Umgebungen zu übersetzen, die zuverlässig funktionieren und sich an wechselnde Anforderungen anpassen. Es geht darum, Lösungen zu schaffen, die bereit sind für das, was Kunden jetzt brauchen, und widerstandsfähig genug für das, was sie morgen benötigen.
