Nachhaltigkeit und Emissionen für VDI und DaaS berechnen

Die Emissionen der Desktop-Virtualisierung verstehen

Es lohnt sich, einige Statistiken zum CO₂-Fußabdruck zu betrachten, um die wichtigsten Messgrößen für diese Diskussion zu ermitteln.

Obwohl Kohlendioxid (CO₂) das primäre Treibhausgas ist, das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe, der industriellen Produktion und der Flächennutzung freigesetzt wird, ist es wichtig zu wissen, dass es nicht der einzige Verursacher des Klimawandels sind. Andere Gase spielen eine bedeutende Rolle bei der globalen Erwärmung und werden in einer einzigen Metrik zusammengefasst, die als CO₂e bekannt ist, was für Kohlendioxidäquivalent steht.

Laptop-Emissionen

Allein ein einziger Laptop kann über einen Zeitraum von vier Jahren einen CO₂-Fußabdruck von 430 kg CO₂e verursachen, wie Circular Computing berichtet. Nach Angaben von Microsoft beträgt der CO₂-Fußabdruck des Studio-2-Laptopmodells 601 kg CO₂e über einen Zeitraum von drei Jahren, der sich auf 749 kg CO₂e erhöht, wenn er auf einen Zeitraum von fünf Jahren umgerechnet wird. Es gibt eine Github-Liste, die einen Überblick über die verschiedenen Anbieter und deren CO₂e-Kilogramm für verschiedene Laptops gibt.

Ein Thin Client hingegen kann im gleichen Zeitraum einen CO₂-Fußabdruck von nur 70 kg CO₂e aufweisen, der je nach Art des Thin Clients und der Nutzung sogar noch geringer sein kann. Darüber hinaus haben Thin Clients oft eine längere Lebensdauer, und einige Hersteller bieten die Möglichkeit, alte Hardware mit einem Thin-Client-Betriebssystemweiterzuverwenden, wodurch sich die Nutzungsdauer der vorhandenen Geräte noch weiter verlängert. 

Server-Emissionen

Unter Berücksichtigung der Infrastruktur kann ein einziger physischer Server in einem Rechenzentrum für den Ausstoß von etwa 8.000-9.500 kg CO₂e über einen Zeitraum von vier Jahren verantwortlich sein. Berechnete 85 Prozent dieser Emissionen stammen aus der Nutzung, während der Rest mit der Herstellung und dem Transport verbunden ist. Dies entspricht dem kombinierten CO₂-Fußabdruck von 15-20 Highend-Laptops im gleichen Zeitraum, wobei die Emissionen anderer Komponenten des Rechenzentrums wie Netzwerk, Storage und das Gebäude selbst nicht berücksichtigt sind.

Natürlich hängt die genaue Schätzung der CO₂e-Emissionen in Kilogramm für einen physischen Server von vielen Faktoren ab, wie der Energieeffizienz des Servers, der Auslastung und dem Energiemix des Rechenzentrums, in dem er sich befindet. 

Was die Nutzung der Public Cloud betrifft, so haben sich verschiedene Cloud-Anbieter verpflichtet, in den nächsten Jahren klimaneutral oder sogar klimanegativ zu werden. So beabsichtigt Google Cloud, bis 2030 mit kohlenstofffreier Energie zu arbeiten. In ähnlicher Weise hat Microsoft Azure angekündigt, dass es bis 2025 vollständig mit erneuerbaren Energien betrieben werden soll und bis 2030 kohlenstoffneutral werden will. Amazon Web Services hat sich ebenfalls verpflichtet, bis 2025 mit 100 Prozent erneuerbarer Energie zu arbeiten. Darüber hinaus zeigen Forschungsergebnisse, dass der CO₂-Fußabdruck bei der Ausführung von Workloads in der Public Cloud im Vergleich zu einem Unternehmensrechenzentrum um bis zu 70 Prozent geringer sein kann, wie aus einem Forschungspapier von Microsofthervorgeht.

Google hat zudem eine neue Funktion eingeführt, die IT-Fachleuten hilft, fundierte Entscheidungen über die Auswahl umweltfreundlicher Computing-Ressourcen zu treffen. In der Standortauswahl der Cloud-Konsole wird ein grünes Blattsymbol angezeigt, das auf die Regionen mit der geringsten Kohlenstoffbelastung hinweist.

Außerdem stellen alle Cloud-Anbieter ein Emissions-Dashboard zur Verfügung, mit dem jede Organisation ihre eigenen Emissionen einsehen kann.

Testfälle für die Berechnung von DaaS- und VDI-Emissionen

VDI- und DaaS-Angebote können dazu beitragen, die Menge des von Unternehmen erzeugten Elektronikmülls zu reduzieren. Im Gegensatz zu lokalen Desktops, die häufig ausgetauscht werden müssen, lassen sich virtuelle Desktops problemlos von einem zentralen Standort aus aktualisieren und warten. Dadurch wird der Bedarf an häufigen Hardware-Upgrades und -Auswechslungen minimiert, was zur Reduzierung von Elektronikschrott beiträgt. Darüber hinaus müssen bei der Bewertung der Nachhaltigkeit von VDI unbedingt die Gesamtbetriebskosten berücksichtigt werden, auch wenn VDI energieeffizienter sein kann und weniger Elektronikschrott erzeugt. Dennoch kann VDI zusätzliche Ressourcen für Management und Wartung erfordern, was zu höheren Vorlaufkosten führt.

Schauen wir uns ein hypothetisches, vereinfachtes Szenario an, um den Gegensatz genauer zu untersuchen. Stellen Sie sich ein Unternehmen vor, das eine VDI-Umgebung in einem Rechenzentrum betreibt, auf die die Endbenutzer über Laptops zugreifen. Stellen Sie sich nun vor, das Unternehmen erwägt einen Wechsel zu einer Cloud-basierten VDI oder einem DaaS-Service, der Thin Clients für 5.000 Benutzer einsetzt. Wie groß wäre der Unterschied zwischen diesen beiden Optionen über einen Zeitraum von vier Jahren?

Private Cloud-VDI mit Highend-Laptops

• Unternehmensrechenzentrum mit 48 physischen Servern mit hyperkonvergentem Storage, was annähernd 432.000 kg CO₂e entsprechen würde, das eine VDI mit einer Basis von 4 vCPU und 8 GB Arbeitsspeicher bereitstellt.
• 5.000 Benutzer mit Laptops würden fast 2.150.000 kg CO₂e ausmachen, mit einem Durchschnitt von 430 kg CO₂e pro Laptop. 
• Insgesamt also 2.582.000 kg CO₂e über einen Zeitraum von vier Jahren.

Das angegebene Beispiel ist vereinfacht und lässt andere notwendige Elemente in einem privaten Rechenzentrum außer Acht, aber es ist die beste Schätzung, ohne zu sehr in die hochgradig variablen Komponenten einzusteigen. Zu diesen zusätzlichen Elementen, die es zu berücksichtigen gilt, gehören eingebaute Unterstützungskomponenten und Funktionen wie Backup, Netzwerkausrüstung und zusätzliche Speicheranforderungen. 

Public Cloud mit Thin Clients

• Microsoft Azure: 5.000 VDI-Instanzen mit zugehörigem Speicher, wobei jede VM bei einer Basis von 4 vCPU und 8 GB Memory über einen Zeitraum von vier Jahren fast 170 kg CO₂e ausmacht, was 850.000 kg CO₂e entspräche.
• 5.000 Nutzer mit Thin Clients würden etwa 650.000 kg CO₂e ausmachen, mit einem Durchschnitt von 130 kg CO₂e pro Client.  
• Insgesamt also 1.500.000 kg CO₂e über einen Zeitraum von vier Jahren.

Es ist natürlich wichtig zu beachten, dass je nach geografischer Region, in der diese Arbeitslasten ausgeführt werden, auch der CO₂e-Ausstoß dieser Arbeitslasten beeinflusst wird. In dem oben genannten Beispiel befindet sich das Azure-Rechenzentrum in Norwegen. 

Ein weiterer wichtiger Faktor, der bei Arbeitslasten in der Public Cloud zu berücksichtigen ist, ist die Möglichkeit, nicht genutzte Ressourcen abzuschalten. Wenn wir zum Beispiel davon ausgehen, dass der VDI-Desktop nur 10 Stunden pro Tag verfügbar sein muss, anstatt rund um die Uhr zu laufen, kann dies die Emissionen erheblich reduzieren. In diesem Fall würden die geschätzten Kohlendioxidemissionen auf etwa 350.000 kg CO₂e sinken, was die Gesamtemissionen auf 1.150.000 kg CO₂e reduzieren würde.

Auch wenn dieses Beispiel nicht auf alle Szenarien anwendbar ist, weil es etwas eng gefasst ist, so dient es doch zur Veranschaulichung, wie VDI oder DaaS in einer Public Cloud dazu beitragen können, den gesamten CO2-Fußabdruck eines Unternehmens zu verringern. 

Die wichtigsten Erkenntnisse über die Nachhaltigkeit von VDI und DaaS

Obwohl sowohl VDI als auch DaaS einige Nachhaltigkeitsvorteile auf der Hardware- und Softwareseite bieten, gibt es einen wesentlichen Unterschied zwischen den beiden Bereitstellungsmodellen. VDI as a Service von großen Anbietern wie Citrix und VMWare kann verschiedene Public- und Private-Cloud-Plattformen unterstützen. DaaS hingegen funktioniert oft nur auf einer Public-Cloud-Plattform, wie Microsoft Azure für Windows 365 und Citrix DaaS sowie AWS für Amazon WorkSpaces.

DaaS bietet unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit einige deutliche Vorteile. Es ist hochgradig skalierbar und kann schnell bereitgestellt werden, was bedeutet, dass Unternehmen sich schnell an veränderte Anforderungen anpassen und die mit einer Überbereitstellung (Overprovisioning) verbundene Verschwendung vermeiden können. DaaS ermöglicht auch eine effizientere Ressourcenzuweisung, da den Nutzern nur die benötigten Ressourcen zur Verfügung gestellt werden können, was den Energieverbrauch und die Verschwendung reduziert.

DaaS hat jedoch seine eigenen Herausforderungen in Bezug auf die Nachhaltigkeit zu berücksichtigen. Public-Cloud-Anbieter sind möglicherweise nicht transparent in Bezug auf ihren Energieverbrauch oder ihre Beschaffung, was es für Unternehmen schwierig macht, ihre Umweltauswirkungen vollständig zu bewerten. Da DaaS über das Internet bereitgestellt wird, unterliegt es außerdem dem mit der Datenübertragung verbundenen Energieverbrauch.

Ein weiterer zu berücksichtigender Aspekt ist die Flexibilität von VDI mit einer Cloud-basierten Bereitstellung, die in der Regel vielseitiger ist als die meisten DaaS-Angebote. Bei diesem Bereitstellungsmodell können sich Unternehmen für neue Infrastrukturen entscheiden, sobald diese von Cloud-Anbietern zur Verfügung gestellt werden. Zusätzlich sind neuere Server in der Regel energieeffizienter als ältere, was zu einem geringeren Energieverbrauch und sogar zu weniger Kilogramm CO₂e führt.

Wie man vermuten könnte, gibt es keine eindeutige Antwort auf die Frage, welche Option nachhaltiger ist. Sowohl VDI als auch DaaS bieten einzigartige Vorteile und Herausforderungen, wenn es um die Förderung umweltfreundlicher Praktiken geht. Unabhängig davon, ob ein Unternehmen DaaS oder VDI nutzt, macht die Tatsache, dass Public-Cloud-Anbieter sich dazu verpflichten, ihre Rechenzentren vollständig mit erneuerbaren Energien zu betreiben, sie zu einer noch attraktiveren Plattform für Unternehmen, die auf Nachhaltigkeit setzen.