Siemens AG: eine modernisierte Serverlandschaft

Vorbereitung auf die Zukunft

Persistenter Intel® Optane™ Speicher ist eine neue In-Memory-Technik, die eine einzigartige Kombination aus erschwinglichen Kosten, hoher Kapazität und nicht-flüchtiger Speicherung bietet und Unternehmen dabei unterstützt, aus ihren datenintensiven Anwendungen schneller Erkenntnisse zu gewinnen. Darüber hinaus bietet der persistente Intel Optane Speicher die Vorteile durchgehend verbesserter Skalierbarkeit mit einer höheren Dichte an virtuellen Maschinen (VMs) und Containern.

Für die Siemens AG scheint persistenter Intel Optane Speicher die perfekte Lösung für ihre IT-Anforderungen zu sein. Das größte europäische Unternehmen der industriellen Fertigung will nicht nur in absehbarer Zeit die Infrastruktur seiner Rechenzentren aktualisieren, sondern sich auch auf die nächste Phase der intelligenten Verwaltung seiner ständig wachsenden Datenspeicher vorbereiten. Siemens sucht nach einer zukunftsorientierten Lösung, die Folgendes ermöglicht:

• Betriebliche überragende Leistung
• Tieferer geschäftlicher Einblick
• Mehr Datenspeicherung in einer komplexen Umgebung
• Verbesserte Betriebseffizienz

Im Vergleich zu DRAM (Direct Random Access Memory) bietet persistenter Intel Optane Speicher deutlich mehr Kapazität zu erschwinglichen Kosten. Er unterstützt 256-Bit-AES-Verschlüsselung und nicht-flüchtige Datenspeicherung. Ähnlich wie bei DRAM sind die Daten bei persistentem Intel Optane Speicher auf auf Byte-Ebene adressierbar, so dass die CPU deutlich schneller auf das persistente Speichermodul zugreifen kann, als dies bei Flash-Speicher möglich wäre.

„Persistenter Intel Optane Speicher bietet neue Möglichkeiten für die Infrastrukturgröße, Sicherheit und Skalierbarkeit sowie Vereinfachungen der IT-Landschaft – bei geringeren Gesamtbetriebskosten (TCO). Die unternehmensweite Digitalisierung und Innovation bei Siemens erfordert eine schnellere Verarbeitung der riesigen und stetig wachsenden Datenmengen“, sagte Mamun Natour, der für die Technik und Sicherheit für Anwendungs- und Digitalisierungsplattformen bei Siemens AG zuständig ist.

Liefern, was die Menschen brauchen

Die Siemens AG ist weltweit aktiv und befasst sich hauptsächlich mit Bereichen der Stromerzeugung und -verteilung, der intelligenten Infrastruktur für Gebäude und Energieverteilungssystemen und der Automatisierung und Digitalisierung in den Prozess- und Fertigungsbranchen. Mit seinem separat verwalteten Unternehmen Siemens Mobility, einem führenden Anbieter von intelligenten Mobilitätslösungen für den Schienen- und Straßenverkehr, gestaltet Siemens den weltweiten Personen- und Frachtverkehr mit. Aufgrund der Mehrheitsbeteiligung an den börsennotierten Unternehmen Siemens Healthineers AG und Siemens Gamesa Renewable Energy ist Siemens auch ein weltweit führender Lieferant medizinischer Technik und digitaler Gesundheitsdienste sowie umweltschonender Lösungen für die Stromerzeugung aus Onshore- und Offshore-Windkraft. Zum Ende des Geschäftsjahrs 2018, das am 30. September 2018 endete, gab Siemens einen Umsatz von 83 Milliarden EUR und ein Nettoeinkommen von 6,1 Milliarden EUR bekannt. Das Unternehmen beschäftigt weltweit 379.000 Mitarbeiter.

Mit Blick auf die Zukunft will die Siemens AG zügig eine breitere Digitalisierung im Unternehmen umsetzen, indem alle beliebigen Datenquellen (ERP, IoT, usw.) für detailliertere Erkenntnisse über die Geschäftsbereiche und -abläufe akkumuliert und in Bezug gebracht werden.

• Entwurf, Entwicklung und Lieferung von innovativen Produkten für die medizinische Diagnose, Infrastruktur und die Stromerzeugung und -übertragung
• Prozessoptimierung auf jedem Schritt entlang der gesamten Wertschöpfungskette, zu der die Analyse von enormen Datenmengen gehört
• Produktionsplanung und Zeitplanung in Fertigungsumgebungen
• Erfassung von Daten über die Geräteleistung, um Qualitätsverbesserungen, prophylaktische Wartung und maßgeschneiderte Serviceangebote zu ermöglichen

Die Herausforderung

Eine schnellere Datenverarbeitung ist entscheidend, um Verbrauchern am Ende Ergebnisse liefern zu können, aber die schnellere Datenverarbeitung kann eine Verbesserung nur mithilfe eines effizienten sicheren Datenspeichers aufrechterhalten, der herkömmliche Infrastrukturbeschränkungen überwindet. Deshalb suchte Siemens AG nach einer Lösung, die geringere TCO durch Infrastrukturbündelung versprach, was langfristig zu niedrigeren Betriebskosten führen würde.

Mit Blick auf die aktuelle Datenerkenntnislage bei Siemens entsteht aus der Generierung kontinuierlich effizienter Analyse in Echtzeit die Dringlichkeit einer Antwort auf die Frage, wie mit dem wachsenden Datenvolumen in mehreren Quellen umzugehen ist (SAP HANA, SAP ERP, IoT, usw.).

Eine der Herausforderungen bei Replikation in Echtzeit in allen Siemens Systemen ist eine beispiellose Anzahl von Aktualisierungen, die pro Tag abgeschlossen werden. Aufgrund der Größenbeschränkungen kann der Datenreplikationsdienst nicht alle gewünschten Daten abrufen.

Ein Teil dieser Erkenntnislage beruht auf einer skalierbaren SAP HANA Datenbank, eine der größten und komplexesten HANA-Datenbanken weltweit, die auf einer zweistelligen Anzahl von Servern läuft. Bisher war die Lösung, mehr Server hinzuzufügen, um enorme Mengen an zusätzlichen Daten in dieser Datenbank aufzunehmen. Das zugrundeliegende Problem bei Siemens lag in der Geschwindigkeit und dem Volumen der Daten, was durch die Komplexität der Benutzer-/Datenanforderungen verstärkt wurde. Aber in diesem Fall entstanden Einschränkungen in der aktuellen Lösung.

Zur Lösung des Problems entschied sich Siemens, dass der Zeitpunkt genau richtig war, die Server auf die 2. Generation der skalierbaren Intel Xeon Prozessorreihe und die persistente Intel Optane Speichertechnik zu aktualisieren.

Die Lösung

Noch bevor Intel den persistenten Intel Optane Speicher auf den Markt brachte, ergriff der deutsche Konzern die Chance, die Funktionen dieser neuen Technik auszuwerten. Diese Evaluierung wurde gemeinsam von Siemens, Intel, SAP und Accenture abgeschlossen. Drei Branchenführer, die aufgrund folgender Faktoren zur Umsetzung der Tests mit Siemens gewählt wurden:

• Reputation für Innovation
• Enge, kollaborative Partnerschaft
• Sich ergänzende Technik
• Umfassendes Branchenwissen

Die SAP-HANA-Datenbanklösungen (z. B. die Plattform/Basis für Analytik und Transaktionsanwendungen) sind für den effizienten Betrieb auf persistenter Intel Optane Speichertechnik ausgelegt. Und auch aus folgenden Gründen hat genannte Kombination das Potenzial, zur idealen Lösung für Siemens AG zu werden:

• Angebot einer größeren Datendichte als DRAM-exklusive Systeme, was die Effizienz bei der Datenverarbeitung verbessert
• Möglichkeit beispielloser Skalierung durch Vereinfachung der Gesamtlandschaft
• Nutzung der Kalkulationskraft im In-Memory-Bereich durch die Ausführung hochkomplexer Datenbankoperationen
• Senkung der TCO

Neben Intel, SAP und Accenture unterstützte FUJITSU auch Siemens Testbemühungen, indem es Server der neuesten Generation bereitstellte, die spezifisch zur Steigerung von Produktivität, Effizienz und Flexibilität entwickelt wurden und gleichzeitig Vertrauenswürdigkeit und Zuverlässigkeit garantieren.

Bewährte Vorteile - Machbarkeitsstudie Testergebnisse

Geschäftliche Vorteile

• Umfassende Erkenntnisse und Verarbeitung beliebiger Datenquellen
• Verbesserte Systemverfügbarkeit und Stabilität
• Schnellere Datenverarbeitung
• Geringere Gesamtbetriebskosten (TCO)

Betriebliche Effizienz/überragende Leistung

• Geringere Komplexität der Infrastruktur
• Erhöhte Datenmengen auf direkten Zugriff
• Verringerter Zwischenverkehr und schnellere Datenverarbeitung
• Schnellere Betriebssystemaktualisierung aufgrund einer geringeren Anzahl von Servern

Vergleichbare Leistung mit DRAM

• Umgehende Neuladung von Tabellen nach Serverneustart (sowohl „heiß“ als auch „kalt“)
• Persistenter Intel Optane Speicher ermöglicht 15-mal schnelleres Laden der Daten aus der Datenbank nach einem Systemstart ¹
• Vergleichbare DRAM-Leistung ermöglicht mehr Kapazität pro Investition

Erhöhte Stabilität

• Persistenter Intel Optane Speicher und DRAM unterstützten eine stabile Umgebung mit einer großen Datenmenge (über 5 TB pro Knoten); in den folgenden Bereichen wurden Stresstests durchgeführt:
  - Erreichen der Kapazitätsgrenze des persistenten Intel Optane Speichers
  - Erschöpfung des DRAM
  - Erschöpfung der CPU
  - Enorme Mengen an forcierten, parallel laufenden Zusammenführungen
  - Enorme Mengen an forcierter Komprimierung
  - Enorme Mengen an Zwischenverkehr und Dateneinspeisung
  - Enorme Anzahl von parallel laufenden Konsistenzkontrollen

• Das System blieb in allen oben genannten Umständen stabil

• Integrierte Datenverschlüsselung

Fazit

Persistenter Intel® Optane™ Speicher bietet in Verbindung mit der 2. Generation der skalierbaren Intel® Xeon® Prozessorreihe die enorme Arbeitsspeicherkapazität, die die Siemens AG für ihre digitale Strategie und expandierende Einsatzbereiche braucht. Gleichzeitig senkt dieser Ansatz die Gesamtbetriebskosten (TCO). Die aktuell höhere Effizienz führt langfristig zu niedrigeren Betriebskosten – gemeinsam mit der reduzierten Komplexität in Rechenzentren in der heutigen datenorientierten Welt.

Accenture – Hilfestellung für Siemens AG in der heutigen datenorientierten Welt zur Erreichung der zukünftigen Ziele

Ziel

Untersuchen, wie Siemens beschleunigt geschäftliche Erkenntnisse erlangt und seine Betriebseffizienz steigern kann, indem es auf ungewöhnliche Weise mehr Daten in seine komplexe SAP HANA Datenbank einspeist, was die Datendichte erhöht und gleichzeitig die Kosten senkt.

Vorteile

Aus der hohen Arbeitsspeicherkapazität, der mit DRAM vergleichbaren Leistung und der verbesserten Kosteneffizienz des persistenten Intel® Optane™ Speichers in Verbindung mit skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren lässt sich hoher Nutzen ziehen, wobei sich der Ansatz zudem auf die Fachkenntnisse von Accenture stützt.

Geschäftsergebnisse

• Senkung der Gesamtbetriebskosten (TCO) durch Reduzierung der System- und Verwaltungskomplexität einer komplexen SAP-basierten Geschäftsumgebung
• Beschleunigte Datenladung, was es Siemens ermöglicht, betriebliche Spitzenleistung zu erzielen
• Steigerung des Geschäftserfolgs durch interne Transparenz über umfassende Unternehmensdaten
• Echtzeitzugriff auf alle Unternehmensdaten
• Bietet tieferen Einblick in Geschäftsabläufe mit breiterer Datenanalyse
• Funktioniert in hochkomplexer Unternehmensumgebung, einschließlich Konnektivität mit:
  • einer hohen zweistelligen Anzahl unterschiedlicher SAP/Quellensysteme
  • einer der größten skalierbaren In-Memory-Lösungen weltweit, die täglich weiter wächst
  • einer beispiellosen Anzahl von Aktualisierungen pro Tag
• ermöglicht nicht nur SAP HANA Datenbankanalytik, sondern auch Erkenntnisse aus den Tests der Enterprise-Ressourcenplanung (ERP), Big Data Analyse, Data-Mining-Analyse, dem klassischen Data Warehousing und anderen großen Systemen
• macht das Rechenzentrum dem Geschäft zu Nutze

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