Нисък Стойност на PUE е от решаващо значение за енергийно ефективната работа на центровете за данни. Тя намалява оперативните разходи и емисиите на CO₂, подобрява производителността и е показател за устойчива инфраструктура.
Централни точки
- Стойност на PUE измерва енергийната ефективност на центровете за данни.
- Стойност, близка до 1,0 означава висока ефективност
- Оптимизация Възможно е поради охлаждане, ИТ и разпределение на захранването
- Спестяване на разходи и екологични предимства като основни ползи
- Измерване и мониторинг, необходими за непрекъснатото подобряване.
Стойност на PUE: определение и значение
Сайтът Стойност на PUE (Power Usage Effectiveness) е показател за това колко ефективно центърът за данни използва енергията си. Формулата е: общото потребление на енергия, разделено на потреблението на енергия само от ИТ устройствата. Ако стойността на PUE е 1,0, цялата енергия се използва изключително за сървъри, устройства за съхранение и мрежов хардуер - без никакви загуби. Стойности, значително по-високи от тази, са реалистични, тъй като системи като климатизация, аварийно захранване и осветление изискват допълнителна енергия. Колкото по-близка до 1,0 е стойността на PUE, толкова по-ефективно се експлоатира центърът за данни.
Типични стойности и тяхното значение
В практическа експлоатация съвременните центрове за данни имат стойности на PUE между 1,2 и 1,6. Според измерванията в индустрията средната стойност в световен мащаб понастоящем е около 1,58. По-старите или по-малко оптимизирани системи лесно достигат стойности над 2,0. Стойност от 1,4 вече показва висока енергийна ефективност. Организациите с иновативен климатичен контрол или течно охлаждане често намаляват стойността до 1,25 или по-малко. За сравнение Германия като място за център за данни Резултатите са доста смесени в международно сравнение.
Измерване и наблюдение на PUE
За да определя правилно стойността на PUE, записвам две точки с данни: Първо, общата консумация на енергия на центъра за данни, и второ, консумацията на енергия от чисто ИТ хардуера, като сървъри, мрежови устройства и устройства за съхранение. Разликата показва колко енергия се използва за охлаждане, осветление или загуби. В идеалния случай измерванията се извършват непрекъснато в няколко точки - например в главната точка на захранване и в разпределителите на ИТ енергия. Редовният мониторинг разкрива неефективни системи и позволява да се предприемат целенасочени мерки за противодействие.
Какви фактори влияят на стойността?
Сайтът Местоположениетехнологията на сградата и използваната охладителна система имат пряко въздействие. Поведението на потребителите по отношение на използването на сървърите и виртуализацията също може да подобри или влоши стойността на PUE. Охлаждането е от особено значение: системи като Безплатно охлаждане или индиректно изпарително охлаждане може драстично да намали разходите за климатизация. Интелигентното насочване на въздуха - например чрез разделяне на топлите и студените коридори - също намалява значително енергийните нужди.
Мерки за оптимизиране на стойността на PUE
Ако искате да оптимизирате енергийната ефективност на своя център за данни, можете да направите няколко неща. Ето някои изпитани техники:
- Използване на свободно охлаждане (напр. чрез външен въздух)
- Използване на енергийно ефективен ИТ хардуер и SSD за съхранение
- Консолидация на сървъри и виртуализация за по-ефективно използване на хардуера
- Оптимизиране на въздушния поток, например чрез изолиране на студените коридори
- Изолация на източниците на топлина и по-добро планиране на помещенията
Оптимизиране на PUE: примерни центрове за данни
Успешен пример за устойчив хостинг е даден от CO₂-позитивен център за данни с ферма за водорасли, която използва естествена топлина, за да открие нови възможности. Подобни концепции показват, че ефективността не е само технически въпрос, но често е и въпрос на творчество. Дори малки подобрения чрез LED осветление, съхранение на енергия от батерии или DC архитектури водят до значителен напредък в стойността на PUE.
Сравнение: Стойности на PUE накратко
В следващата таблица е представен преглед на типичните стойности на PUE в различните видове центрове за данни и тяхното значение.
| Вид център за данни | Типична стойност на PUE | Оценяване |
|---|---|---|
| Стар стандартен център за данни | 2,0+ | Неефективни, с високи енергийни загуби |
| Модернизиран център за данни | 1,4 - 1,6 | Солидна енергийна ефективност |
| Високотехнологичен зелен център за данни | 1,2 - 1,25 | Много добра ефективност |
| Инфраструктура в облака | 1,1 - 1,2 | Изключителен |
Защо оптимизацията на PUE се изплаща
Експлоатационните разходи намаляват с всяко подобрение на стойността на PUE. В големите компании разходите за енергия съставляват до една трета от разходите на центровете за данни. Спадът от 1,6 на 1,3 може да спести петцифрени суми в евро годишно. Освен това по-ниските стойности означават, че операторите все повече изпълняват нормативните изисквания за опазване на климата. Добрата стойност на PUE е и плюс за отговорния хостинг в очите на клиентите.
Други аспекти: Местоположение и източник на захранване
Качеството на местоположението също оказва влияние върху стратегията за PUE. Студените климатични зони позволяват по-добро свободно охлаждане, докато в по-топлите региони е необходимо да се инвестира повече в технологии за охлаждане. Енергийният микс също играе роля. Операторите, които използват зелена електроенергия или водноелектрическа енергия, не намаляват пряко стойността на PUE, но допринасят за опазването на климата. Следователно цялостната устойчивост включва не само технологията, но и произхода на енергийните източници - както в Зелен хостинг.
Разширени параметри и нови тенденции
В хода на дигитализацията и нарастващия обем от данни на преден план излизат и други показатели за оценка на ефективността на центровете за данни. Въпреки че стойността на PUE остава важна, има и други ключови показатели за ефективност (KPI), които позволяват цялостен поглед.
WUE (ефективност на използване на водата): Тази ключова цифра се фокусира върху потреблението на вода за охлаждане, което може да се окаже решаващ фактор, особено в сухи или бедни на вода региони. Прекомерното потребление на вода може да увеличи оперативните разходи в дългосрочен план и да влоши екологичното равновесие.
CUE (Ефективност на използването на въглеродни емисии): Стойността на CUE включва емисиите на CO₂ при оценката на ефективността. Това е от особено значение, когато става въпрос за използването на различни енергийни източници. Например, ако операторите използват електроенергия от въглищни електроцентрали, стойността на CUE е по-ниска, отколкото ако се използват възобновяеми енергийни източници като вятър или слънце.
DCiE (Ефективност на инфраструктурата на центровете за данни): DCiE е съотношението на ИТ мощността към общата енергия. Докато стойността на PUE се увеличава, колкото повече енергия постъпва в инфраструктурата, стойността на DCiE намалява с увеличаване на загубите в инфраструктурата. DCiE се използва по-рядко, но предоставя допълнителна представа, която по същество се основава на същите цифри.
Тези подобрения предоставят на операторите на центрове за данни допълнителни отправни точки за още по-конкретно съгласуване на мерките с устойчивите решения и за повишаване на ефективността на оперативните процеси.
Предизвикателства при оптимизирането на PUE
Въпреки всички предимства, оптимизацията на PUE носи и предизвикателства. Сградните конструкции често са съществували в продължение на години и не е лесно да бъдат проектирани за съвременните концепции за охлаждане. В такива случаи е препоръчително поетапно обновяване, при което първо се инвестира в областите, които обещават най-голям ефект - например в системите за охлаждане и оптимизиране на въздушния поток.
Финансирането може да бъде друга пречка: Не всяка организация разполага с бюджет, за да закупи своевременно нов хардуер или най-съвременни хладилни технологии. Тук си струва да се направи дългосрочен анализ на разходите и ползите. Защото дори и да бъдат направени по-високи първоначални разходи, те могат да бъдат амортизирани в рамките на няколко години чрез намаляване на разходите за енергия.
Участието на ИТ отделите също е от съществено значение. Без участието на тези екипи, които в крайна сметка вземат решения за използването на сървърите, виртуализацията и избора на местоположение, предложенията за оптимизация не могат да бъдат цялостно приложени в ежедневните технически операции. Цялостното управление на проекта, което отчита в еднаква степен оперативното управление, ИТ администрацията и сградните технологии, увеличава шансовете за успех.
Нови технологии за охлаждане и концепции за насочване на въздуха
Напоследък технологиите за охлаждане като Охлаждане чрез потапяне или охлаждане на рециркулиращ въздух с адиабатно охлаждане става все по-важно. При потапящото охлаждане сървърите се потапят в специална охлаждаща среда, която разсейва отпадната топлина особено ефективно. Този подход може драстично да намали енергията, необходима за охлаждане, но изисква добре обмислена концепция и обикновено и специално оборудване, което е подходящо за съответните плътности на мощността.
Подобрените въздушни маршрути също са в центъра на вниманието. Последователното използване на студени и топли коридори позволява да се избегне смесването на въздуха и да се използва по-целенасочено необходимият капацитет за охлаждане. Някои центрове за данни интегрират системи за топлообмен между сървърите, за да спестят още повече енергия. Когато външните температури са високи, често няма алтернатива на конвенционалните климатични системи, но интелигентното управление - например със сензори и автоматични въздушни клапи - може да повиши ефективността дори при тези условия.
Роля на ИТ натоварването и виртуализацията
Освен физическата сграда и технологията на системите важна роля играе и самата ИТ инфраструктура. Един Ефективно използване на капацитета на сървърите с помощта на техники за виртуализация гарантира, че в действителност е необходим по-малко хардуер. Това намалява както абсолютната консумация на енергия за ИТ системите, така и нуждата от охлаждащ капацитет. На практика много компании използват само малка част от ресурсите на своите физически сървъри. С помощта на решенията за виртуализация те могат да се използват по-добре, което косвено оказва положително въздействие върху стойността на PUE.
Освен това добре обмислена Балансиране на натоварването разпределяне на задачите между различни възли, за да се изгладят пиковите натоварвания и да се сведат до минимум проблемите с прегряването. Ако натоварванията се разпределят по-равномерно през деня, охлаждащите устройства работят по-равномерно и ефективно, което от своя страна води до по-благоприятна стойност на PUE.
Устойчивост и излишък срещу ефективност
Центровете за данни са не само места, където се обработват, но и се съхраняват данни - често критични за бизнеса. Затова резервирането на захранването и охлаждането е основен компонент на много концепции. Допълнителните системи за резервиране на захранването (UPS батерии, дизелови генератори) или охлаждането (резервни охладители, вторично захранване) обаче увеличават енергийните изисквания. Това създава поле на напрежение между Устойчивост и Ефективност:
- Концепциите за висока достъпност (например Tier IV) изискват няколко отделни пътя, всеки от които предлага достатъчен капацитет.
- Дори неизползваните резервни системи консумират енергия в режим на готовност.
- Резервните охладителни вериги или помпени системи увеличават разходите за поддръжка и експлоатация.
Въпреки тези допълнителни разходи, съкращенията често са необходими. При доброто планиране обаче се прави опит да се намалят загубите на ефективност на необходимите паралелни структури чрез подходяща архитектура и управление. По този начин може да се постигне приемлива стойност на PUE дори в среди с висока степен на наличност.
Непрекъснато подобряване и одити
В допълнение към ежедневните измервания и мониторинг, за много компании е полезно да правят редовен поглед отвън. Одитиодити, например от независими инженерни фирми или енергийни консултанти, често разкриват потенциал за оптимизация, който вътрешните екипи пренебрегват в ежедневната си работа. Културата на непрекъснато усъвършенстване може да бъде установена чрез фиксиран дву- или тригодишен интервал за такива одити. Сертификати като ISO 50001 (енергиен мениджмънт) или ISO 14001 (управление на околната среда) също играят роля тук, тъй като подпомагат систематичните процедури.
Редовното обучение на персонала също е важно, за да може той да използва оптимално новите технологии за охлаждане, методите за измерване и инструментите за мониторинг. Така се създава цикъл на оценка, разработване на мерки и мониторинг на напредъка, който постепенно намалява стойността на PUE.
Технологични перспективи за бъдещето
Компютърните очила и интелигентните домове на бъдещето, самоуправляващите се автомобили и интернет на нещата създават нов поток от данни, който изисква високопроизводителни центрове за данни. С нарастването на търсенето на изчислителна мощност и пространство за съхранение обаче се увеличава и предизвикателството да се осигури устойчивост на тази дейност. Очертават се някои тенденции:
- Квантови компютри: Те все още са обект на изследвания, но техните потенциално високи изисквания за охлаждане могат да наложат нови стандарти в някои области.
- Модулни центрове за данни: Вместо да се изграждат големи монолитни системи, се използват компактни модули, които могат да се увеличават и охлаждат по-ефективно според нуждите.
- Машинно обучение и изкуствен интелект: Те не само оптимизират външните приложения, но и могат автономно да адаптират управлението на сградната технология, като например регулирането на охлаждането и въздушните потоци.
Това дава възможност за разпознаване и коригиране на неефективни условия на ранен етап без човешка намеса. Разпространението на Крайно изчисление Това означава, че натоварванията са по-децентрализирани и главният център за данни е частично облекчен. Дали обаче това наистина намалява общото потребление на енергия, зависи от редица фактори - не на последно място от мрежовата инфраструктура.
Заключителен преглед
Стойността на PUE дава пряка оценка на ефективността на даден център за данни, оказва влияние върху структурата на разходите и все повече се поставя в центъра на вниманието на инвеститори, клиенти и законодатели. Мога да окажа значително влияние върху стойността с целенасочени мерки, като например технологии за охлаждане, ИТ оптимизации и интелигентни архитектурни решения. Редовният мониторинг и готовността за инвестиране в дългосрочни икономии остават важни. Ако държите под око стойността на PUE, гарантирате производителността на вашия център за данни и същевременно намалявате въздействието върху околната среда в дългосрочен план.
