Was ist ein Rechenzentrum?

Ohne Rechenzentren kommt heute kein Unternehmen mehr aus. Trotzdem ist es gar nicht so einfach, die folgende Frage präzise zu beantworten: Was ist ein Rechenzentrum? Das liegt schon alleine daran, dass sich Rechenzentren stark unterscheiden können.

Wir erklären, was ein Rechenzentrum genau ist, wie es funktioniert und warum Rechenzentren immer wichtiger werden.

Herzstück eines jeden Unternehmens

Die Geschäftswelt ist zunehmend von digitalen Technologien abhängig. Ob ein kleines Unternehmen mit nur zehn PC-Arbeitsplätzen oder ein mittelständisches Unternehmen mit 250 Beschäftigten am PC – Computer haben sich in den vergangenen Jahrzehnten unaufhaltsam zum Dreh- und Angelpunkt fast jeder geschäftlichen Aktivität entwickelt.

Unternehmen nutzen Künstliche Intelligenz (KI) für Kundenservice und Finanzanalysen, maschinelles Lernen zur Optimierung von Geschäftsprozessen und Cloud-Computing für eine flexible IT-Infrastruktur. IoT-Geräte liefern Echtzeitdaten für effizientere Produktionsabläufe, während CRM- und ERP-Systeme zentral in der Cloud verwaltet werden. Moderne E-Commerce-Plattformen und digitale Zwillinge setzen leistungsstarke Rechenzentren voraus. Bei jeder dieser Geschäftsaktivitäten fließen riesige Datenströme – verarbeitet in hocheffizienten Rechenzentren.

Aber was ist ein Rechenzentrum überhaupt? Warum braucht jedes Unternehmen ein Rechenzentrum? Wie funktioniert es? Und welche Aufgaben übernimmt es in und für Unternehmen? Fragen über Fragen, zu denen wir Ihnen in diesem Beitrag Antworten liefern!

Was ist ein Rechenzentrum?

Ein Rechenzentrum (engl. Data Center) ist ein physischer Ort, an dem Daten und Informationen gespeichert, verwaltet und verarbeitet werden. Seine Aufgaben reichen von der Datenspeicherung und Datensicherung bis hin zur Bereitstellung und Ausführung von IT-Prozessen. Da Unternehmen immer größere Datenmengen generieren, nimmt die Bedeutung leistungsfähiger Rechenzentren weiter zu – genauso wie die Bedeutung ihrer unterbrechungsfreien Funktion.

Während manche Unternehmen eigene Rechenzentren betreiben, setzen viele auf externe Lösungen wie Colocation- oder Cloud-Rechenzentrum, um von Skalierbarkeit und Effizienz zu profitieren. Rechenzentren unterscheiden sich stark in ihrer Größe – von einzelnen Serverschränken, über einen abgetrennten Serverraum bis hin zu riesigen Hyperscale-Data-Centern, die weltweit vernetzte Cloud-Dienste betreiben.

Zentrale Komponenten eines Rechenzentrums

Rechenzentren bestehen – korrespondierend zu ihrer Größe – aus einem mehr oder weniger großen Netzwerk verschiedener Komponenten. Zu den zentralen Komponenten in jedem Rechenzentrum gehören:

• Server-Hardware:
  Hierunter fallen alle Komponenten, die in den Rechnern eines Rechenzentrums verbaut sind. Das sind beispielsweise leistungsstarke CPUs, schnelle Arbeitsspeicher, Mainboards und moderne NVMe-SSDs, die herkömmliche Festplatten zunehmend ersetzen. Insbesondere für KI-Anwendungen und Hochleistungsrechnen (HPC) werden spezialisierte GPUs und TPUs eingesetzt, die enorm hohe Rechenleistung bieten.
• Aktive Netzwerk-Komponenten:
  Zu den aktiven Netzwerk-Komponenten gehören unter anderem Router, (Hardware-)Firewalls, Switches und andere Controller. Moderne Rechenzentren setzen vermehrt auf Glasfaserverbindungen mit hoher Bandbreite (400G oder 800G) sowie auf Software-Defined Networking (SDN), das eine flexiblere und effizientere Verwaltung der Netzwerk-Infrastruktur ermöglicht.
• Passive Netzwerk-Komponenten:
  Als passive Netzwerk-Komponenten werden zum Beispiel Kabel, Stecker und Buchsen bezeichnet. Auch sie sind für den Betrieb des Rechenzentrums elementar, werden aber als passiv bezeichnet, weil sie über keinen eigenen Stromanschluss verfügen.
• Baugruppenträger:
  Der Begriff bezeichnet ein Bild, das viele zuerst vor Augen haben, wenn sie die Frage hören: Was ist ein Rechenzentrum? Baugruppenträger sind Gehäuse aus Metall, sogenannte Racks, in denen die Server-Hardware und Netzwerk-Komponenten untergebracht sind. Gut zu wissen: Racks sind mit 19 Zoll international genormt, sodass die Komponenten eines jeden Herstellers dazu passen.

Damit wären die absolut zentralen Elemente eines Rechenzentrums genannt. Es gibt aber noch einige weitere Infrastruktur-Komponenten, ohne die ein Rechenzentrum nicht funktionieren kann.

Wichtige Infrastruktur-Komponenten im Rechenzentrum

Weil Rechenzentren für die betrieblichen Abläufe in Unternehmen elementar sind, kommen verschiedene Komponenten zum Einsatz, mit denen ein störungsfreier Betrieb gesichert wird. Denn: Ein Ausfall des Rechenzentrums würde für viele Unternehmen ein Horrorszenario darstellen. Wie ausgefeilt die folgenden Infrastruktur-Komponenten jeweils sind, hängt in der Regel von der Größe des jeweiligen Rechenzentrums sowie dem zur Verfügung stehenden Budget ab:

• Umgebungskontrollsysteme:
  Die vielen elektronischen Komponenten erzeugen Wärme. Damit es nicht zu einer Überhitzung und dadurch zu einem Ausfall kommt, wird mit ausgeklügelten Kühlsystemen die ideale Temperatur erzeugt. Klimaanlagen, Kühlmaschinen und Rückkühler kommen dabei zum Einsatz. Spezielle Baumaßnahmen – beispielsweise ein doppelter Boden – sorgen ebenfalls für einen effizienten Kühlkreislauf und eine moderate Serverraumtemperatur.
• Energieversorgungssystem:
  Rechenzentren sind auf eine konstante Stromversorgung angewiesen. Damit es auf keinen Fall zu einem Ausfall kommt, werden verschiedene Mechanismen eingesetzt. Redundante Stromanschlüsse, die von verschiedenen Stromversorgern gespeist werden, Batterien zur Überbrückung kurzer Störungen sowie Notstromaggregate sichern eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, selbst bei längeren Ausfällen.
• Sicherheitskomponenten:
  Um Rechenzentren vor physischen und digitalen Bedrohungen zu schützen, kommen umfassende Sicherheitsmaßnahmen zum Einsatz. Dazu gehören Brandschutzmaßnahmen, (biometrische) Zugangskontrollen, Videoüberwachung sowie Zero-Trust-Sicherheitsarchitekturen, hochentwickelte Firewalls und Intrusion-Detection-Systeme zur Abwehr von Cyberangriffen.
• Energieeffizienz:
  Da moderne Rechenzentren enorme Mengen an Wärme erzeugen, sind effiziente Kühlsysteme essenziell. Neben herkömmlichen Luftkühlsystemen werden zunehmend Flüssigkeitskühlungen wie Direct-to-Chip oder Immersionskühlung eingesetzt, um die Energieeffizienz zu verbessern. Zudem werden Maßnahmen zur Optimierung des Power Usage Effectiveness (PUE) ergriffen, um den Stromverbrauch zu senken und die Nachhaltigkeit zu erhöhen.

Bei Rechenzentren handelt es sich also um ziemlich komplexe Gebilde. Ihr Betrieb ist dementsprechend teuer. Und zwar auch, weil trotz einer weitgehenden Automatisierung Personal benötigt wird, das Server, Netzwerk und Infrastruktur ständig im Auge behält.

Rechenzentren: Typen und ihre Verwaltung

Was ist ein Rechenzentrum – diese Frage ist an dieser Stelle ansatzweise geklärt. Aber eben noch nicht vollständig, denn es gilt noch, die verschiedenen Arten von Rechenzentren voneinander abzugrenzen. Hier eine Übersicht:

• Enterprise-Rechenzentren: Diese befinden sich in Form eines Serverraums oder eines eigenständigen Gebäudes auf dem Firmengelände und werden vollständig vom Unternehmen verwaltet. Sie sind ideal für Organisationen mit hohen Datenschutzanforderungen oder speziellen IT-Bedürfnissen.
• Edge-Rechenzentrum: Diese kleinen, dezentralen Rechenzentren ermöglichen eine schnelle Verarbeitung direkt am Standort des Datenbedarfs, wodurch Latenzen minimiert werden. Sie sind ideal für Echtzeitanwendungen wie autonomes Fahren, Smart Cities und IoT.
• Managed-Service-Rechenzentrum: Hier übernimmt ein Drittanbieter Betrieb und Wartung der gesamten Infrastruktur, wodurch Unternehmen von Fachwissen und technischer Expertise profitieren. Die komplette Ausrüstung und Infrastruktur werden gegen eine monatliche Miete zur Verfügung gestellt.
• Colocation-Rechenzentren: Bei dieser Variante mieten Unternehmen einen Raum, der mit Kontrollsystemen, Energieversorgung und Sicherheitstechnik die grundlege Infrastruktur bereithält, während sich die Unternehmen selbst um Server, Speicher und Firewalls sowie deren Verwaltung und Wartung kümmern.
• Cloud-Rechenzentren: Daten und Anwendungen werden bei diesem Modell von Cloud-Anbietern wie Amazon Web Services (AWS), Microsoft (Azure) und Google Cloud gehostet. Hier geben Unternehmen die Wartung und Verwaltung komplett an den Anbieter ab und können flexibel auf IT-Ressourcen zugreifen, ohne eigene physische Server zu betreiben. Hybrid-Cloud-Modelle kombinieren dagegen eigene Rechenzentren mit Cloud-Diensten.
• Hyperscale-Rechenzentren: Diese massiv skalierbaren Infrastrukturen werden von großen Technologieunternehmen betrieben und bilden das Rückgrat globaler Cloud-Dienste. Hyperscale-Rechenzentren enthalten Millionen von Servern und sind auf maximale Effizienz ausgelegt.

Moderne Rechenzentren setzen zunehmend auf Nachhaltigkeitsstrategien, um Energieverbrauch und Umweltbelastung zu reduzieren. Maßnahmen wie Wasserkühlung, erneuerbare Energien und Abwärmenutzung spielen eine wachsende Rolle.

Rechenzentren &  Datenschutz – was ist zu beachten?

Sie ahnen es bestimmt schon: Wenn es im Rechenzentrum um die Verarbeitung von Daten geht, hat auch der Datenschutz ein Wörtchen mitzureden. Betreiber müssen beispielsweise die in der ISO 27001 definierten hohen Standards zu erfüllen, damit Integrität, Vertraulichkeit und Verfügbarkeit von Informationen gewährleistet sind – also die drei wichtigsten IT-Schutzziele. Einzuhalten ist auch die ISO 27701 für Datenschutzmanagementsysteme.

Und auch die DSGVO legt klare Anforderungen an den Schutz personenbezogener Daten fest. Viele Unternehmen achten daher darauf, dass ihr Rechenzentrumsanbieter die Anforderungen aus Artikel 28 (Auftragsverarbeitung) und Artikel 32 (Sicherheit der Verarbeitung) erfüllt, um rechtliche Risiken zu vermeiden. Laut Studien achten 65 Prozent darauf, dass das Rechenzentrum im Rechtsgebiet der EU steht.

Moderne Rechenzentren setzen verstärkt auf Zero-Trust-Sicherheitsmodelle und starke Verschlüsselungstechniken wie Ende-zu-Ende-Verschlüsselung (E2EE), um unbefugten Zugriff zu verhindern. Für den internationalen Datentransfer spielt das EU-US Data Privacy Framework eine wichtige Rolle. Besonders in regulierten Branchen wie Finanzen oder Gesundheitswesen gelten oft zusätzliche lokale Datenspeicherungspflichten.

Umweltschutz: Rechenzentren in der Kritik

Rechenzentren sind für etwa 1 bis 2 Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen verantwortlich, und ihr Energiebedarf steigt weiter, insbesondere durch KI- und Cloud-Nutzung. Die gute Nachricht: Viele Betreiber setzen verstärkt auf Nachhaltigkeit. Google will bis 2030 vollständig mit kohlenstofffreiem Strom arbeiten, Microsoft strebt Kohlenstoffnegativität bis 2030 an und AWS plant bereits bis 2025 eine vollständige Nutzung erneuerbarer Energien.

Zudem kommen zunehmend umweltfreundliche Technologien zum Einsatz. Wasserkühlung und Flüssigkühlung ersetzen energieintensive Luftkühlung, während Abwärmenutzung dazu beiträgt, Fernwärmenetze zu versorgen. Das neue Energieeffizienzgesetz (EnEfG) fordert von großen Rechenzentren strengere PUE-Grenzwerte und Nachhaltigkeitsmaßnahmen.

Unternehmen können ebenfalls aktiv werden. Sie sollten energieeffiziente Hardware einsetzen und Anbieter mit Green-IT-Zertifizierungen wie ISO 50001 oder ISO 14001 bevorzugen. Durch bewusste Entscheidungen kann die IT-Branche ihren ökologischen Fußabdruck erheblich reduzieren.

Und auch Unternehmen können etwas für den Klimaschutz tun. Wenn sie ein eigenes Rechenzentrum betreiben, können sie darauf achten, energieeffiziente Hardware einzusetzen, und Energieversorger wählen, die sie mit Strom aus regenerativen Energien versorgen. Sollte das Rechenzentrum dagegen extern ausgelagert sein, sollten Unternehmen Anbieter mit Green-IT-Zertifizierungen wie ISO 50001 oder ISO 14001 bevorzugen.

Was ist ein Rechenzentrum – und wie können Experten unterstützen?

Sie sehen: Das Thema Rechenzentrum für Unternehmen ist sehr umfassend. Generell gilt es, sowohl bei einem eigenen Rechenzentrum als auch bei einem externen Rechenzentrum darauf zu achten, dass sämtliche Standards und Richtlinien eingehalten sind, damit es keinesfalls zu einer geschäftsstörenden – und im schlimmsten Fall existenzbedrohenden – Störung kommt. Zertifizierungen, beispielsweise durch den Technischen Überwachungsverein (TÜV) oder das Datacenter Star Audit (DCSA), geben Anhaltspunkte zur Umsetzung.

Sie benötigen Unterstützung rund um das Thema Rechenzentrum? Dann holen Sie sich doch einen externen Berater zur Seite! Die Experten aus dem IT-SERVICE.NETWORK unterstützen Sie bei einem eigenen Rechenzentrum bei der Beschaffung der Server-Hardware und -Software, bei der Server-Virtualisierung und beim Server-Management. Oder Sie helfen Ihnen dabei, genau den richtigen externen Rechenzentrumsanbieter für die Anforderungen in Ihrem Unternehmen zu finden. Interesse? Dann nehmen Sie Kontakt zu unserem IT-Partner in Ihrer Nähe auf und lassen Sie sich beraten!

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Weiterführende Links:
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