Madal PUE väärtus on andmekeskuste energiatõhusaks toimimiseks ülioluline. See vähendab tegevuskulusid ja CO₂-heitmeid, parandab jõudlust ja on jätkusuutliku infrastruktuuri näitaja.
Kesksed punktid
- PUE väärtus mõõdab andmekeskuste energiatõhusust
- Väärtus, mis on lähedane 1,0 tähendab suurt tõhusust
- Optimeerimine võimalik tänu jahutusele, IT- ja energiajaotusele
- Kulude kokkuhoid ja ökoloogilised eelised kui peamised eelised
- Mõõtmine ja pidevaks täiustamiseks vajalik järelevalve
PUE väärtus: määratlus ja tähendus
Der PUE väärtus (Power Usage Effectiveness) on näitaja, mis näitab, kui tõhusalt andmekeskus oma energiat kasutab. Valem on järgmine: kogu energiatarbimine jagatud ainult IT-seadmete energiatarbimisega. Kui PUE väärtus on 1,0, kasutatakse kogu energiat ainult serverite, salvestusruumide ja võrgurajatiste jaoks - ilma igasuguste kadudeta. Sellest oluliselt suuremad väärtused on realistlikud, sest sellised süsteemid nagu kliimaseadmed, avariitoide ja valgustus vajavad täiendavat energiat. Mida lähemal on PUE-väärtus 1,0-le, seda tõhusam on andmekeskuse käitamine.
Tüüpilised väärtused ja nende tähendus
Praktilises kasutuses on kaasaegsete andmekeskuste PUE-väärtused vahemikus 1,2-1,6. Tööstuse mõõtmiste kohaselt on ülemaailmne keskmine praegu umbes 1,58. Vanemad või vähem energiaoptimeeritud süsteemid saavutavad kergesti väärtused üle 2,0. Väärtus 1,4 näitab juba kõrget energiatõhusust. Uuendusliku kliimakontrolli või vedelikjahutusega organisatsioonid vähendavad seda väärtust sageli 1,25-ni või alla selle. Võrdluseks Saksamaa kui andmekeskuse asukoht Rahvusvahelises võrdluses on tulemused üsna erinevad.
PUE mõõtmine ja jälgimine
PUE-väärtuse õigeks määramiseks salvestan kaks andmepunkti: Esiteks andmekeskuse kogu energiatarbimine ja teiseks puhtalt IT-riistvara, näiteks serverite, võrguseadmete ja mäluseadmete energiatarbimine. Erinevus näitab, kui palju energiat kasutatakse jahutuseks, valgustuseks või kadudeks. Ideaaljuhul tehakse mõõtmisi pidevalt mitmes punktis - näiteks peamises toitepunktis ja IT-elektrijaoturites. Regulaarne seire toob esile ebatõhusad süsteemid ja võimaldab võtta sihipäraseid vastumeetmeid.
Millised tegurid mõjutavad väärtust?
Der Asukohtehitustehnoloogial ja kasutataval jahutussüsteemil on otsene mõju. Kasutaja käitumine seoses serverite kasutamise ja virtualiseerimisega võib samuti parandada või halvendada PUE-väärtust. Eriti oluline on jahutus: sellised süsteemid nagu Tasuta jahutus või kaudne aurustuv jahutus võib oluliselt vähendada kliimaseadmete kulusid. Intelligentne õhu juhtimine - näiteks kuumade ja külmade vahekäikude eraldamine - vähendab samuti märkimisväärselt energiavajadust.
Meetmed PUE väärtuse optimeerimiseks
Kui soovite optimeerida oma andmekeskuse energiatõhusust, saate teha mitmeid asju. Siin on mõned järeleproovitud ja katsetatud meetodid:
- Kasutamine tasuta jahutus (nt välisõhu kaudu)
- Energiatõhusa IT-riistvara ja SSD-salvestuse kasutamine
- Serveri konsolideerimine ja virtualiseerimine riistvara tõhusamaks kasutamiseks
- Õhuvoolu optimeerimine, näiteks külma vahekäigu piiramise kaudu.
- Soojusallikate isoleerimine ja parem ruumide planeerimine
PUE optimeerimine: eeskujulikud andmekeskused
Edukas näide jätkusuutlikust majutusest on esitatud ühe CO₂-positiivne andmekeskus koos vetikafarmiga, mis kasutab loodusliku soojuse kasutamist, et murda uut teed. Sellised kontseptsioonid näitavad, et tõhusus ei ole ainult tehniline küsimus, vaid sageli ka loovuse küsimus. Isegi väikesed parandused LED-valgustuse, akusalvestuse või alalisvooluarhitektuuri abil toovad kaasa märkimisväärse edasimineku PUE-väärtuses.
Võrdlus: PUE-väärtused lühidalt
Järgnevas tabelis on esitatud ülevaade erinevate andmekeskuste tüüpilistest PUE-väärtustest ja nende tähtsusest.
| Andmekeskuse tüüp | Tüüpiline PUE väärtus | Hindamine |
|---|---|---|
| Vana standardne andmekeskus | 2,0+ | Ebatõhus, suur energiakadu |
| Moderniseeritud andmekeskus | 1,4 - 1,6 | Soliidne energiatõhusus |
| Kõrgtehnoloogiline roheline andmekeskus | 1,2 - 1,25 | Väga hea tõhusus |
| Pilvepõhine infrastruktuur | 1,1 - 1,2 | Väljapaistev |
Miks PUE optimeerimine tasub ära
Kasutuskulud vähenevad iga PUE väärtuse paranemisega. Suurtes ettevõtetes moodustavad energiakulud kuni kolmandiku andmekeskuse kuludest. Langus 1,6lt 1,3le võib säästa viiekohalisi eurosummasid aastas. Lisaks tähendavad madalamad väärtused seda, et operaatorid täidavad üha enam kliimakaitse regulatiivseid nõudeid. Hea PUE-väärtus on ka klientide silmis vastutustundliku majutuse plussiks.
Muud aspektid: Asukoht ja energiaallikas
Asukoha kvaliteet mõjutab ka PUE-strateegiat. Külmades kliimavööndites on parem tasuta jahutus, samas kui soojemates piirkondades tuleb rohkem investeerida jahutustehnoloogiasse. Oma osa mängib ka energialiikide kombinatsioon. Ettevõtjad, kes kasutavad rohelist elektrit või hüdroenergiat, ei vähenda otseselt PUE väärtust, kuid nad aitavad kaasa kliimakaitsele. Terviklik jätkusuutlikkus ei hõlma seega mitte ainult tehnoloogiat, vaid ka energiaallikate päritolu - nagu näiteks Roheline majutus.
Laiendatud parameetrid ja uued suundumused
Digitaliseerimise ja andmemahu suurenemise käigus on tulemas ka muud andmekeskuste tõhususe hindamise mõõdikud. Kuigi PUE-väärtus on endiselt oluline, on olemas ka teisi põhilisi tulemusnäitajaid, mis võimaldavad terviklikku ülevaadet.
WUE (veekasutuse tõhusus): See näitaja keskendub jahutusvee tarbimisele, mis võib olla otsustav tegur, eriti kuivades või veepuudusega piirkondades. Liigne veetarbimine võib pikemas perspektiivis suurendada tegevuskulusid ja halvendada ökoloogilist tasakaalu.
CUE (süsiniku kasutamise tõhusus): CUE väärtus hõlmab CO₂ heitkoguseid tõhususe hindamisel. See on eriti oluline, kui tegemist on erinevate energiaallikate kasutamisega. Näiteks kui käitajad kasutavad söeküttel töötavate elektrijaamade elektrienergiat, on CUE-väärtus madalam kui taastuvenergia, näiteks tuule- või päikeseenergia kasutamisel.
DCiE (andmekeskuse infrastruktuuri tõhusus): DCiE on IT-võimsuse ja koguenergia suhe. Kui PUE-väärtus suureneb, mida rohkem energiat voolab infrastruktuuri, siis DCiE-väärtus väheneb infrastruktuuri kadude kasvades. DCiE väärtust kasutatakse harvemini, kuid see annab täiendava ülevaate, mis põhineb sisuliselt samadel näitajatel.
Need täiendused annavad andmekeskuste operaatoritele täiendavaid võrdluspunkte, et viia meetmed veelgi täpsemalt vastavusse säästvate lahendustega ja muuta tegevusprotsessid tõhusamaks.
Väljakutsed PUE optimeerimisel
Vaatamata kõigile eelistele toob PUE optimeerimine kaasa ka probleeme. Hoonete struktuurid on sageli olnud aastaid paigas ja neid ei ole lihtne projekteerida kaasaegsete jahutuskontseptsioonide jaoks. Sellistel juhtudel on soovitatav teha järkjärguline renoveerimine, mille käigus investeeritakse kõigepealt valdkondadesse, mis lubavad kõige suuremat mõju - näiteks jahutussüsteemidesse ja õhuvoolu optimeerimisse.
Veel üheks takistuseks võib olla rahastamine: Mitte igal organisatsioonil ei ole eelarvet uue riistvara või moodsa külmutustehnoloogia õigeaegseks hankimiseks. Siinkohal tasub teha pikaajaline tasuvusanalüüs. Sest isegi kui esialgsed kulutused on suuremad, võib see mõne aasta jooksul amortiseeruda tänu väiksematele energiakuludele.
Oluline on ka IT-osakondade kaasamine. Ilma nende meeskondade kaasamiseta, kes lõppkokkuvõttes otsustavad serverite kasutamise, virtualiseerimise ja asukohavaliku üle, ei ole võimalik optimeerimisettepanekuid igapäevases tehnilises tegevuses igakülgselt rakendada. Terviklik projektijuhtimine, mis võtab võrdselt arvesse operatiivjuhtimist, IT-haldust ja ehitustehnoloogiat, suurendab edukuse võimalusi.
Uued jahutustehnoloogiad ja õhu suunamise kontseptsioonid
Viimasel ajal on jahutustehnoloogiad, nagu Uputusjahutus või adiabaatilise jahutusega tsirkuleeriv õhkjahutus muutub üha olulisemaks. Sukeldatud jahutuse puhul on serverid sukeldatud spetsiaalsesse jahutuskeskkonda, mis hajutab heitgaasisoojuse eriti tõhusalt. Selline lähenemisviis võib jahutamiseks vajalikku energiat oluliselt vähendada, kuid nõuab läbimõeldud kontseptsiooni ja tavaliselt ka spetsiaalseid seadmeid, mis sobivad vastava võimsustiheduse jaoks.
Samuti on üha enam tähelepanu pööratud paremale õhutranspordi marsruutimisele. Külma ja sooja vahekäigu järjepidev kasutamine võimaldab vältida õhu segunemist ja kasutada vajalikku jahutusvõimsust sihipärasemalt. Mõned andmekeskused integreerivad serverite vahel soojusvahetussüsteeme, et säästa veelgi rohkem energiat. Kui välistemperatuur on kõrge, ei ole sageli alternatiivi tavapärastele kliimaseadmetele, kuid arukas juhtimine - näiteks andurite ja automaatsete õhuklappide abil - võib isegi sellistes tingimustes suurendada tõhusust.
IT-koormuse ja virtualiseerimise roll
Lisaks füüsilisele hoonele ja süsteemitehnoloogiale mängib suurt rolli ka IT-infrastruktuur ise. Üks Tõhus tootmisvõimsuse kasutamine serverite kasutamine virtualiseerimistehnikate abil tagab, et tegelikult on vaja vähem riistvara. See vähendab nii IT-süsteemide absoluutset energiatarbimist kui ka jahutusvõimsuse vajadust. Tegelikkuses kasutavad paljud ettevõtted vaid murdosa oma füüsiliste serverite ressurssidest. Virtualiseerimislahenduste abil saab neid paremini ära kasutada, mis kaudselt mõjutab PUE-väärtust positiivselt.
Lisaks sellele on hästi läbimõeldud Koormuse tasakaalustamine ülesannete jaotamine erinevate sõlmede vahel, et tasandada tippkoormust ja vähendada ülekuumenemisprobleeme. Kui koormused on päeva jooksul ühtlasemalt jaotatud, töötavad jahutusseadmed ühtlasemalt ja tõhusamalt, mis omakorda soodustab soodsamat PUE-väärtust.
Vastupidavus ja koondamine vs. tõhusus
Andmekeskused ei ole mitte ainult koht, kus andmeid töödeldakse, vaid kus neid ka säilitatakse - sageli ärikriitilisi andmeid. Seetõttu on paljude kontseptsioonide keskne osa elektri- ja jahutusallikate koondamine. Täiendavad varusüsteemid elektrienergia (UPS-akud, diiselgeneraatorid) või jahutuse (varujahutid, sekundaarne toitmine) suurendavad aga energiavajadust. See tekitab pingevälja Vastupidavus ja Efektiivsus:
- Kõrge kättesaadavusega kontseptsioonid (nt IV tasand) nõuavad mitut eraldi teed, millest igaüks pakub piisavat võimsust.
- Isegi kasutamata varusüsteemid tarbivad ooterežiimil energiat.
- Üleliigsed jahutuskontuurid või pumpade süsteemid suurendavad hooldus- ja käitamiskulusid.
Vaatamata nendele lisakuludele on koondamine sageli hädavajalik. Hea planeerimine püüab siiski vähendada vajalike paralleelsete struktuuride tõhususe kaotust sobiva arhitektuuri ja juhtimise abil. Sel viisil on võimalik saavutada vastuvõetav PUE-väärtus isegi suure kasutatavusega keskkondades.
Pidev täiustamine ja auditid
Lisaks igapäevasele mõõtmisele ja jälgimisele tasub paljudel ettevõtetel regulaarselt ka väljastpoolt vaadata. Auditidnäiteks sõltumatute inseneribüroode või energiakonsultantide poolt läbiviidavad auditid paljastavad sageli optimeerimispotentsiaali, mida ettevõtte sisesed meeskonnad oma igapäevatöös ei näe. Pideva täiustamise kultuuri saab luua selliste auditite kindlaksmääratud kahe- või kolmeaastaste intervallidega. Siinkohal on oluline roll ka sellistel sertifikaatidel nagu ISO 50001 (energiajuhtimine) või ISO 14001 (keskkonnajuhtimine), mis toetavad süstemaatilisi menetlusi.
Oluline on ka töötajate korrapärane koolitus, et nad saaksid optimaalselt kasutada uusi jahutustehnoloogiaid, mõõtmismeetodeid ja järelevalvevahendeid. See loob hindamise, meetmete väljatöötamise ja edusammude jälgimise tsükli, mis vähendab järk-järgult PUE väärtust.
Tehnoloogilised tulevikuväljavaated
Tulevased arvutiprillid ja arukad kodud, isesõitvad autod ja asjade internet tekitavad uue andmevoo, mis nõuab suure jõudlusega andmekeskusi. Kuid kuna nõudlus arvutusvõimsuse ja salvestusruumi järele suureneb, suureneb ka väljakutse selle tegevuse jätkusuutlikuks muutmiseks. Mõned suundumused on esile kerkimas:
- Kvantarvutid: Neid uuritakse veel, kuid nende potentsiaalselt kõrged jahutusnõuded võivad sundida teatud valdkondades uusi standardeid kehtestama.
- Modulaarsed andmekeskused: Suurte monoliitsete süsteemide ehitamise asemel kasutatakse kompaktseid mooduleid, mida saab vastavalt vajadusele tõhusamalt skaleerida ja jahutada.
- Masinõpe ja tehisintellekt: Nad ei optimeeri mitte ainult väliseid rakendusi, vaid suudavad ka autonoomselt kohandada ehitustehnika juhtimist, näiteks jahutuse ja õhuvoogude reguleerimist.
See avab võimaluse varakult ja ilma inimese sekkumiseta ära tunda ja parandada ebatõhusad tingimused. Levik Edge Computing See tähendab, et koormused on rohkem detsentraliseeritud ja peamine andmekeskus on osaliselt vabastatud. Kuid kas see tõesti vähendab üldist energiatarbimist, sõltub mitmest tegurist, eelkõige võrgu infrastruktuurist.
Kokkuvõttev ülevaade
PUE-väärtus annab otsese hinnangu andmekeskuse tõhususe kohta, mõjutab kulude struktuuri ning on üha enam investorite, klientide ja seadusandjate tähelepanu keskmes. Ma saan seda väärtust oluliselt mõjutada sihipäraste meetmetega, nagu jahutustehnoloogiad, IT-optimeerimine ja arukad arhitektuurilahendused. Jätkuvalt on oluline regulaarne järelevalve ja valmisolek investeerida pikaajalisse säästmisse. Kui te jälgite PUE-väärtust, tagate oma andmekeskuse jõudluse ja vähendate samal ajal pikaajaliselt keskkonnamõju.
