Storage- und Backup-Kosten: TCO, ROI und Amortisationszeit

Wann rechnen sich Investitionen in Storage und Backup?

Storage- und Backup-Systeme sollten nicht allein nach ihrem Anschaffungspreis bewertet werden. Entscheidend sind die Gesamtkosten über den gesamten Nutzungszeitraum (Total Cost of Ownership, TCO), der wirtschaftliche Nutzen (Return on Investment, ROI) und die Amortisationszeit einer Investition. Neben Hardware, Software und Wartung gehören deshalb auch Energie, Administration, Ausfallzeiten, Datenverlust und Wiederherstellungszeiten in eine wirtschaftliche Betrachtung.

Gerade bei SAN-, NAS- und Backup-Lösungen kann eine auf den ersten Blick teurere Infrastruktur langfristig kostengünstiger sein. Zentraler Storage kann beispielsweise die Speicherauslastung verbessern, den Administrationsaufwand reduzieren und Hochverfügbarkeit ermöglichen. Ein leistungsfähiges Backup verursacht ebenfalls Kosten, kann aber Ausfallzeiten und die wirtschaftlichen Folgen eines Datenverlusts erheblich reduzieren.

Auf dieser Seite zeigen wir, wie sich Kosten und Nutzen von Storage- und Backup-Infrastrukturen bewerten lassen und welche Faktoren bei TCO, ROI und Amortisationszeit berücksichtigt werden sollten.

Ein weiterer wichtiger Punkt kommt bei der Betrachtung hinzu: Die Verfügbarkeit! Oder würden Sie Ihr Geld einer Bank anvertrauen, welche nicht rund um die Uhr Ihr Geld auch wieder herausgeben kann? Sicherlich nicht, aber dies gilt nicht nur für eine Bank ... Die zusätzliche Verfügbarkeit kostet Geld, dieses Geld muss das Unternehmen aber auch durch die Verfügbarkeit erwirtschaften, wenn die Lösung passt.

Storage-Kosten, TCO und ROI – Quick Facts

• TCO (Total Cost of Ownership) berücksichtigt die Gesamtkosten einer IT-Lösung über ihren Nutzungszeitraum.
• ROI (Return on Investment) bewertet den wirtschaftlichen Nutzen im Verhältnis zu den eingesetzten Kosten.
• Amortisationszeit beschreibt, wann sich eine Investition durch Einsparungen oder zusätzlichen Ertrag bezahlt gemacht hat.
• Eine höhere Speicherauslastung, Thin Provisioning und Datenreduktion können die Storage-Kosten pro nutzbarem TB reduzieren.
• Bei SSD- und NVMe-Storage beeinflussen Kompression und Deduplizierung die effektiv nutzbare Kapazität und damit die TCO.
• Bei Hochverfügbarkeit müssen die Kosten der Redundanz gegen die wirtschaftlichen Folgen einer Ausfallzeit abgewogen werden.
• Beim Backup stehen die Kosten der Datensicherung den möglichen Kosten durch Datenverlust, Ransomware und lange Wiederherstellungszeiten gegenüber.

TCO (Total Cost of Ownership): Gesamtkosten einer IT-Lösung

Die Total Cost of Ownership (TCO) beschreibt die gesamten Kosten einer IT-Lösung über einen definierten Betrachtungszeitraum, beispielsweise drei, fünf oder sieben Jahre. Neben den eigentlichen Anschaffungskosten werden dabei auch die laufenden Kosten berücksichtigt.

Zur TCO eines Storage- oder Backup-Systems gehören beispielsweise Hardware und Software, Installation und Migration, Wartung und Support, Lizenzen, Energie und Kühlung, benötigte Rack-Fläche sowie der Administrationsaufwand. Je nach Betrachtungsmodell können auch Kosten für Erweiterungen, Ausfallzeiten und die spätere Ablösung oder Migration des Systems einbezogen werden.

Ein System mit einem höheren Anschaffungspreis kann deshalb über seine gesamte Nutzungsdauer günstiger sein als eine zunächst preiswertere Alternative. Genau für diesen Vergleich wird die TCO-Betrachtung verwendet.

Vereinfachte TCO:
TCO = Anschaffung + Implementierung + Betrieb + Wartung + Energie + Administration + Erweiterungen + Migration

ROI (Return on Investment): wirtschaftlicher Nutzen der Investition

Der Return on Investment (ROI) setzt den wirtschaftlichen Nutzen einer Investition ins Verhältnis zu den dafür entstandenen Kosten. Er beantwortet damit die Frage, welchen wirtschaftlichen Ertrag eine Investition im Verhältnis zum eingesetzten Kapital erzielt.

Eine vereinfachte Berechnung kann beispielsweise lauten:

ROI (%) = (wirtschaftlicher Nutzen − Kosten) / Kosten × 100

Amortisationszeit: Wann hat sich die Investition bezahlt gemacht?

Die Amortisationszeit beschreibt den Zeitraum, nach dem die durch eine Investition erzielten Einsparungen oder zusätzlichen Erträge die ursprünglichen Investitionskosten ausgeglichen haben.

Bei gleichbleibendem jährlichem wirtschaftlichem Vorteil kann vereinfacht gerechnet werden:

Amortisationszeit = Investitionskosten / jährlicher Netto-Nutzen

Kosten im Storage-Bereich, ein Eisberg?

Was dieses Bild verdeutlichen soll: Die Hardwarekosten werden genau betrachtet, berechnet und abgewogen. Auch Kosten für Wartung und Software lassen sich gut in Zahlen fassen, die Hard-Facts sind bekannt und werden optimiert. Bei den Soft-Facts ist das anders, erstens sind sie schwer zu ermitteln und zweitens schwerer zu bewerten.

Es sind zum einen die Mitarbeiter, je komplexer und umfangreicher die IT-Umgebung wird, desto mehr Mitarbeiter benötigt das Unternehmen, um die EDV am Laufen zu halten. Und in der heutigen Zeit müssen schon immer weniger Mitarbeiter immer mehr und komplexere EDV betreuen. Das schlägt sich auch in der Qualität und Verfügbarkeit der Lösungen nieder. Also lieber etwas mehr Geld in durchdachte Hard- und Software investieren und damit die Mitarbeiter entlasten. Sie erreichen eine bessere Verfügbarkeit in einer homogeneren Umgebung. Dies kann zum Beispiel durch ein zentrales SAN erreicht werden, aber auch durch Virtualisierung der Server-Umgebung. Der zentrale Storage verringert den Aufwand und kann zusätzlich bei entsprechender Dimensionierung die Verfügbarkeit und Flexibilität deutlich steigern. Denken wir nur mal an das Verschieben von virtuellen Maschinen im laufenden Betrieb, das geht ohne Shared Storage überhaupt nicht. So können Server an einem Werktag gewartet werden (offline), ohne einen Ausfall zu haben.
Aber nicht nur durch die reine Hardware bzw. die redundante Auslegung von Hard- und Software, sondern speziell auch durch eine Standardisierung und Verschlankung der Lösungen wird die Verfügbarkeit verbessert. Warum das? Ein möglicher Fehler ist schneller zu finden, die Behebung ist einfacher. Und es passieren in übersichtlichen Umgebungen auch weniger Fehler, die Gesamtverfügbarkeit steigt merklich.

Auf der Nutzen-Seite der EDV wird es meist schwieriger zu argumentieren. Aber auch dort gibt es Zahlen: Wenn zum Beispiel eine Geschäftsidee ohne EDV überhaupt nicht umgesetzt werden kann, dann ist es einfach. Was wirft die Idee ab und welche Kosten müssen gedeckt werden, ein wenig Gewinn noch abziehen und Sie haben ein EDV-Budget.
Aber wenn es um das Basisgeschäft geht, wie viel darf dort die EDV kosten? Auch dort ist das Budget berechenbar. Nehmen wir als Beispiel die Verfügbarkeit, wie hoch ist das Budget für die K-Fall-Vorsorge? Hier rechnet man am einfachsten über die Ausfallzeit der EDV. Genau die wollen wir durch die K-Fall-Vorsorge verringern. Wenn zum Beispiel durch einen Brand die gesamte EDV ausfällt, wie lange dauert es dann, bis die EDV mit den wichtigsten Anwendungen wieder online ist? Eine Woche, zwei Wochen, wie hoch ist der Datenverlust? Wie lange dauert es dann, alles wieder auf den aktuellen Stand zu bringen? Und am wichtigsten: Gibt es das Unternehmen nach 2 Wochen ohne EDV überhaupt noch? Jetzt kommen noch die Soft-Facts hinzu. Zum Beispiel das Image der Firma, die Zuverlässigkeit, pünktliche Auftragsabwicklung und das Gefühl der Kunden, bei einem sicheren Lieferanten oder Dienstleister gut aufgehoben zu sein. Dieses gute Image kann schnell zerstört werden. In unserem Beispiel gehen Kunden- und Auftragsdaten verloren, es werden Lieferungen verzögert und im schlimmsten Fall müssen die Kunden informiert und Bestelldaten erneut abgefragt werden. In diesem Moment sind die Kunden verunsichert, das Image leidet. Aber wie bewertet man diesen Imageverlust in Geld, in Euro? Das kann ein Unternehmen meist nur selbst ermitteln, wir helfen gerne mit Argumenten und Szenarien weiter.

Deswegen beschränken wir uns bei dem unten aufgeführten Beispiel auf die Hard-Facts. Die Soft-Facts sollten aber immer im Hinterkopf behalten werden, da sie einen großen Einfluss auf die langfristige Geschäftsentwicklung haben.

Berechnungsbeispiel für eine SAN-Anschaffung

Sie besitzen 10 Windows-Server mit je 5 lokalen Festplatten als Raid 5 Verbund und jeweils einer Hot-Spare-Platte. Das sind also 50 Festplatten insgesamt. Aus dem Aufbau von RAID 5 ergibt sich in diesem Beispiel ein maximal nutzbarer Speicherplatz von 3 Festplatten. Eine geht für die Parity-Informationen und eine für die Hot-Spare-Platte verloren. Laut Statistik nutzen Sie diese Windows Laufwerke nur zu 30% für Nutzdaten. Bei einer physischen Festplattengröße von 300 GB (900 GB Speicherplatz pro Server in diesem Beispiel), nutzt jeder Server 270 GB Kapazität mit Daten, gekauft wurden aber 5 x 300 GB, also 1.500 GB! Ein Nutzungsgrad von 18%.
Müssen Sie jetzt aus Mangel an Festplattenkapazität an 5 Servern zusätzlich DAS-Systeme anschließen, so dreht sich die Kostenschraube weiter. 5 Hardware-Geräte anschaffen, jeweils wieder zusätzliche Hot Spare Platten, Überwachung für die Systeme, usw.
Ein weiterer Faktor sind die Nebenkosten, wie Stromverbrauch, Miete und Klima. Auch die Administrationskosten steigen mit der Anschaffung von vielen DAS-Systemen, Wartung und Verfügbarkeit werden verschlechtert.
Nach diesen Vorgaben berechnen wir die Anschaffungskosten für das Jahr der Investition:

Jetzt berechnen wir alles noch einmal, die 10 Server sind aber in einem SAN. Es muss kein Server mit einem DAS erweitert werden, die 75 Einzelfestplatten (50 aus den Servern und 25 aus den DAS-Systemen) reduzieren sich bei gleichem nutzbarem Datenvolumen auf 14 Festplatten, ebenfalls in RAID 5 mit einer Hot Spare. Statt den 10 Hot-Spare-Platten wird nur noch eine benötigt. Die eine Hot-Spare-Platte ist leicht zu verstehen, aber bei den 14 Festplatten wird es schwieriger. Ohne SAN wurden 270 GB pro Server wirklich genutzt, diese Menge muss natürlich auch im SAN zur Verfügung stehen. Jedoch liegt hier die Ausnutzung bei 80% (es wird weniger Reserve vorgehalten), also werden nur ca. 340 GB pro Server benötigt, also 12 Festplatten und natürlich die eine für die Parity-Informationen.

Ein einfaches Beispiel, aber wir haben nur das erste Jahr berechnet. Im zweiten Jahr machen Sie weiter Gewinn mit Ihrem neuen SAN und dies sollte ja auch jede Anschaffung erreichen! Eine Speichererweiterung eines Servers bedeutet nur noch Festplatten für das SAN nachkaufen und einstecken. Die Administration wird einfacher, es muss nur noch ein Gerät überwacht werden, Strom- und Klimakosten gehen zurück, die Speicherverwaltung wird effizienter und damit wird die TCO gesenkt.

Nutzungsgrad bei SAN und DAS

Warum ist der Nutzungsgrad eines Laufwerkes in einem SAN anders als bei DAS-Systemen (Storage für einen Server) oder internen Festplatten? Dies hängt sehr entscheidend von der Flexibilität des Speichermediums ab. Die meisten Storage-Controller im SAN beherrschen die Vergrößerung ihrer freigegebenen Laufwerke im laufenden Betrieb. Auch das Hinzufügen von Festplatten im laufenden Betrieb ist kein Problem. Also muss nur eine geringe Reserve vorgehalten werden, im Notfall lässt sich ja noch einiges machen.

Aber bei internen Festplatten? Wenn es keine Hot-Swap-Festplatten sind, dann auch noch den Server herunterfahren, neue Festplatte einbauen, System umkonfigurieren und neu starten. Wer hat schon so viel Zeit und dann natürlich in der Haupt-Onlinezeit.
Die Flexibilität eines SAN spart nicht nur Investitionskosten, sondern auch teure Ausfallzeiten. Aber zurück zu den Hard-Facts: Die Grafik veranschaulicht die Verhältnisse von "aktiven Daten" zu dem gesamten Overhead.

Eine weitere Optimierung lässt sich mit einer HSM-Funktion (Hierarchical Storage Management) erzielen. Hierbei werden lange nicht genutzte Daten auf kostengünstige Medien verschoben. Dies spart kostbaren und schnellen Festplattenplatz. Wird jetzt doch mal eine "alte" Datei benötigt, so wird diese zurück auf ihren alten Platz geholt. Ein Anwender merkt wenig von einem HSM, nur es dauert eine gewisse Zeit, bis die Datei aufgerufen werden kann.
Aber nicht nur der Plattenplatz wird eingespart, auch die Vollsicherung wird schneller und kleiner, der Virenscanner läuft kürzer und das Gesamtsystem wird performanter. Auch bei einer möglichen Disaster-Recovery sind HSM-Fileserver klar im Vorteil: Es werden die wirklich auch benötigten Dateien restored, selten genutzte oder alte Daten liegen ja auf anderen Medien.

Auch in diesem Fall: Die HSM-Software kostet in der Anschaffung natürlich Geld, jedoch kann durch optimiertes Backup, weniger Hardwarekosten und flexiblerer Nutzung schnell ein Gewinn erwirtschaftet werden.

SSD und Kosten

Warum jetzt ein eigenes Kapitel für SSDs? SSDs und insbesondere NVMe-SSDs haben klassische Festplatten in vielen produktiven Storage-Systemen weitgehend als Performance-Medium abgelöst. Bei großen Kapazitäten können HDD-basierte Systeme weiterhin Vorteile bei den Kosten pro TB besitzen. Für eine wirtschaftliche Betrachtung reicht der reine Anschaffungspreis pro Laufwerk jedoch nicht aus.

Bei SSD- und NVMe-Storage müssen unter anderem Performance, Latenz, Stromverbrauch, Kühlung, benötigte Rack-Fläche sowie die tatsächlich nutzbare Kapazität berücksichtigt werden. Funktionen wie Thin Provisioning, Kompression und Deduplizierung können die effektiven Kosten pro nutzbarem Terabyte zusätzlich reduzieren.

Wenn die SSDs also teuer sind, dann müssen sie wenigstens gut ausgelastet werden. Also nur wirklich performance-relevante Daten auf die SSDs legen. Aber wie bekommt man das hin? Normalerweise nutzt man eine LUN auf einem Plattentyp, in diesem Beispiel eine LUN für eine Datenbank. Jetzt kann aber die Datenbank auch aus Datensätzen bestehen, die nur selten oder gar nicht gelesen werden. Und was sollten diese Daten auf der SSD? Die Lösung: Nur die wirklich benötigten Blöcke kommen auf die SSDs, alle anderen auf SAS- oder SATA-Platten. Damit werden die teuren SSDs maximal genutzt. Diese Technik des Verteilens der Daten auf unterschiedliche Tiers (= Festplatten-Typen) nennt man Tiering.

Mit dieser Konfiguration sind ca. 4 TB in RAID 10 auf den SSDs nutzbar. Damit kann eine 4 TB Datenbank komplett auf SSDs betrieben werden. Sicherlich eine gute Performance, aber evtl. auch eine Verschwendung. Nehmen wir einmal an, dass nur 1 TB der Datenbank wirklich eine hohe Performance benötigt. Dann können wir die Anschaffungskosten folgendermaßen ansetzen:

Selbst bei diesem einfachen Beispiel mit nur einer Datenbank bringt es eine große Einsparung in der Investition. Je mehr Systeme, Anwendungen und Datenbanken integriert werden, desto größer wird die Einsparung. Und das immer noch bei der Performance einer SSD. Aber nur dort, wo die Performance auch wirklich gebraucht wird.

Hochverfügbarkeit durch Replikation und Cluster

Ein einfaches Sprichwort macht die Sache deutlich: "Cluster kost' Zaster". Die Hochverfügbarkeit kostet Geld, ist ja eigentlich auch logisch. Ein Cluster besteht ja aus mindestens 2 Servern, von denen eigentlich nur einer benötigt wird. Also doppelt so viel Hardware und dann kommt auch noch die Cluster-Software dazu. In vielen Fällen wird ein Cluster in etwa drei Mal so teuer wie ein Einzelserver.

Ähnliches gilt auch beim Storage: Sie benötigen nicht nur ein Storage-System, sondern zwei identische und dann auch noch die Replikationslizenz für beide Storage-Systeme. Das wird jetzt nicht gleich das Dreifache sein, aber wie kann man diesen doppelten Preis mit den betrieblichen Vorteilen rechtfertigen? So einfach mit den Hard-Facts ist es nicht mehr möglich, hier kommen die Soft-Facts zum Zuge. Aber erst einmal, was erreiche ich mit einer Storage-Replizierung an einen zweiten Standort? Im K-Fall (der erste Standort fällt komplett aus) sind die Daten am zweiten Standort komplett und schnell verfügbar. Je nach Art der Replikation innerhalb von wenigen Minuten oder sogar ohne merklichen Ausfall. Und genau das brauchen Unternehmen mit sehr agiler Datenverarbeitung. Ist beispielsweise ein Webshop nicht erreichbar, so nutzen die Kunden einfach andere Shops im Internet. Die Kunden sind weg und kommen eventuell nie wieder, ein Ausfall von mehreren Stunden kann einen großen Teil der Kunden zum Abwandern bringen. Also die reine Verfügbarkeit ist sehr wichtig bei diesen Anwendungen.

Aber auch ein möglicher Datenverlust kann sehr nachteilig sein. Die Kunden haben etwas bestellt, auch eine Bestätigung vom Shop bekommen, aber die Bestellung kommt nie an. Muss die Kundendatenbank nach einem K-Fall erst von Band wiederhergestellt werden, so dauert das nicht nur lange, sondern es gehen auch alle Daten seit der letzten Sicherung verloren.
Ein Beispiel mit realen Zahlen ist schwierig zu erstellen, nehmen wir einmal einen großen Online-Anbieter als Beispiel. Ein Ausfall von nur einem Tag kann sicherlich schon die gesamte Hochverfügbarkeit bezahlt machen, nur aus den entgangenen Umsätzen. Dann kommt aber auch noch der Image-Schaden dazu. Wer kauft schon gerne da ein, wo die Bestellsysteme einen ganzen Tag ausfallen?
Wichtig ist in jedem Fall eine passende Beratung. Und zwar individuell auf Sie zugeschnitten, nur so können wir gemeinsam ermitteln, welche Lösung Sie benötigen. Und dann ist die Begründung für das Budget quasi schon enthalten...

Kosten beim Backup / Datensicherung

Das Backup bzw. die Datensicherung ist ein klassisches Beispiel für "das kostet doch nur Geld und bringt nichts", oder? Natürlich kostet Backup eine Menge Geld, aber es bringt auch etwas. Bei einem Systemausfall oder dem absichtlichen oder unabsichtlichen Löschen können Daten schnell wiederhergestellt werden. Das ist ja die Aufgabe der Datensicherung bzw. des Restores.
Apropos absichtliches Löschen von Daten: Um dies zu verhindern bzw. das Ausmaß zu begrenzen, sollte man eine Gewaltenteilung in der EDV (gerade bei größeren Unternehmen) einführen. Der Backup-Administrator sollte nicht gleichzeitig auch den Root- oder Admin-User für alle Produktionsumgebungen besitzen. Sonst könnte er die produktiven Daten löschen und die Backups zerstören. Damit sind dann alle Daten verloren, das Unternehmen kann aufgeben. Mindestens die Sicherungen sollten physikalisch an einem anderen Ort gelagert werden, zu dem die EDV keinen Zugang hat. Also zum Beispiel in einem Bankschießfach oder einem Tresor im Haus.

Und mit dem schnellen Wiederherstellen von Daten kann man tatsächlich Geld einsparen. Das ist aber nicht so einfach zu berechnen. In diesem Fall muss der Ausfall der Systeme berechnet werden. Und das kann sehr schnell sehr teuer werden. Nehmen wir mal einen Online-Shop: Kunden bestellen den ganzen Tag lang, zu einem bestimmten Zeitpunkt werden die Bestellungen versandfertig gemacht und die Rechnungen geschrieben. Wenn jetzt durch einen Fehler Daten verloren gehen, dann weiß man nicht mehr, wer was bestellt hat, was schon verschickt wurde und was noch nicht bezahlt wurde. Und wenn diese Daten wirklich weg sind, also kein funktionierendes Backup vorhanden ist, dann sind diese Bestellungen verloren. Schlimmer noch, es kommen für durchgeführte Lieferungen evtl. keine Zahlungseingänge, weil die Rechnungen fehlen. Das kann schnell zur Insolvenz führen. Und was sagen die potentiellen Kunden? So etwas spricht sich schnell rum und Kunden bleiben aus. In vielen Fällen führt ein Datenverlust früher oder später in die Insolvenz.

Aber wie lassen sich dort Kosten berechnen? Der Imageschaden ist schwer zu kalkulieren (sollte aber nicht vergessen werden), aber den Ausfall pro Tag kann man schnell berechnen. Und dann noch die Mitarbeiter, die erst nicht arbeiten können (direkt nach dem Ausfall) und später alles aufarbeiten müssen, zum Beispiel Kundendaten nachpflegen, Versanddaten aktualisieren, Kunden beruhigen und dadurch entstandene Fehler ausbessern. Zusammen mit dem Imageverlust kommen auch ohne finanzielle Probleme schnell große Summen zusammen.

Aber nicht nur Ausfälle und das unabsichtliche (oder absichtliche) Löschen von Daten benötigt eine Datensicherung. Auch bei Virenbefall ist eine professionelle Datensicherung meist die letzte Rettung. Dabei darf das Backup nicht im normalen Zugriff liegen. Eine Kopie der Daten auf einer USB-Platte ist zwar im ersten Gedanken eine gute und kostengünstige Lösung, aber bei einem Malware-Angriff werden dann die produktiven Daten verschlüsselt und die USB-Platten gleich mit.

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