Valore PUE nel data center: significato e ottimizzazione

Un basso Valore PUE è fondamentale per il funzionamento efficiente dei data center dal punto di vista energetico. Riduce i costi operativi e le emissioni di CO₂, migliora le prestazioni ed è un indicatore di infrastruttura sostenibile.

Punti centrali

• Valore PUE misura l'efficienza energetica dei centri dati
• Un valore vicino a 1,0 significa alta efficienza
• Ottimizzazione possibile a causa del raffreddamento, della distribuzione IT e dell'alimentazione
• Risparmio sui costi e i vantaggi ecologici come principali benefici
• Misurazione e il monitoraggio necessari per il miglioramento continuo

Valore PUE: definizione e significato

Il sito Valore PUE (Power Usage Effectiveness) è un indicatore dell'efficienza con cui un data center utilizza l'energia. La formula è: consumo energetico totale diviso per il consumo energetico dei soli dispositivi IT. Se il valore PUE è 1,0, tutta l'energia viene utilizzata esclusivamente per i server, lo storage e l'hardware di rete, senza alcuna perdita. Valori significativamente più alti sono realistici, poiché sistemi come l'aria condizionata, l'alimentazione di emergenza e l'illuminazione richiedono energia aggiuntiva. Quanto più il valore PUE si avvicina a 1,0, tanto più il data center viene gestito in modo efficiente.

Valori tipici e loro significato

Nel funzionamento pratico, i data center moderni hanno valori di PUE compresi tra 1,2 e 1,6. Secondo le misurazioni del settore, la media globale è attualmente di circa 1,58. I sistemi più vecchi o meno ottimizzati dal punto di vista energetico raggiungono facilmente valori superiori a 2,0. Un valore di 1,4 indica già un'elevata efficienza energetica. Le organizzazioni con sistemi innovativi di climatizzazione o raffreddamento a liquido spesso riducono il valore a 1,25 o meno. In confronto La Germania come sede di un centro dati I risultati sono piuttosto contrastanti in un confronto internazionale.

Misurazione e monitoraggio del PUE

Per determinare correttamente il valore PUE, registro due dati: In primo luogo, il consumo energetico totale del data center e, in secondo luogo, il consumo energetico del puro hardware IT, come server, dispositivi di rete e storage. La differenza indica quanta energia viene utilizzata per il raffreddamento, l'illuminazione o le perdite. Idealmente, le misurazioni vengono effettuate in modo continuo in diversi punti, ad esempio presso il punto di immissione principale e i distributori di energia IT. Il monitoraggio regolare rivela i sistemi inefficienti e consente di adottare contromisure mirate.

Quali fattori influenzano il valore?

Il sito PosizioneLa tecnologia dell'edificio e il sistema di raffreddamento utilizzato hanno un impatto diretto. Anche il comportamento degli utenti in termini di utilizzo dei server e di virtualizzazione può migliorare o peggiorare il valore PUE. Il raffreddamento è particolarmente importante: sistemi come Raffreddamento gratuito o il raffreddamento evaporativo indiretto possono ridurre drasticamente i costi di climatizzazione. Anche un instradamento intelligente dell'aria, ad esempio separando i corridoi caldi da quelli freddi, riduce significativamente il fabbisogno energetico.

Misure per ottimizzare il valore PUE

Se volete ottimizzare l'efficienza energetica del vostro data center, potete fare diverse cose. Ecco alcune tecniche collaudate:

• Utilizzo di raffreddamento gratuito (ad esempio attraverso l'aria esterna)
• Utilizzo di hardware IT e storage SSD ad alta efficienza energetica.
• Consolidamento e virtualizzazione dei server per un utilizzo più efficace dell'hardware
• Ottimizzazione del flusso d'aria, ad esempio attraverso il contenimento del corridoio freddo.
• Isolamento delle fonti di calore e migliore pianificazione degli ambienti

Ottimizzazione del PUE: centri dati esemplari

Un esempio di successo di hosting sostenibile è fornito da un'azienda di Centro dati CO₂-positivo con una fattoria di alghe che sfrutta il calore naturale per aprire nuove strade. Questi concetti dimostrano che l'efficienza non è solo una questione tecnica, ma spesso anche una questione di creatività. Anche piccoli miglioramenti attraverso l'illuminazione a LED, l'accumulo di batterie o le architetture a corrente continua portano a significativi progressi nel valore PUE.

Confronto: valori PUE in sintesi

La tabella seguente fornisce una panoramica dei valori PUE tipici di diversi tipi di data center e del loro significato.

Perché l'ottimizzazione del PUE conviene

I costi operativi diminuiscono ad ogni miglioramento del valore PUE. Nelle grandi aziende, i costi energetici rappresentano fino a un terzo della spesa del data center. Una riduzione da 1,6 a 1,3 può far risparmiare ogni anno cifre a cinque zeri. Inoltre, valori più bassi significano che gli operatori soddisfano sempre più spesso i requisiti normativi per la protezione del clima. Un buon valore PUE è anche un punto a favore di un hosting responsabile agli occhi dei clienti.

Altri aspetti: Posizione e fonte di alimentazione

Anche la qualità dell'ubicazione influisce sulla strategia PUE. Le zone a clima freddo consentono un migliore free cooling, mentre nelle regioni più calde è necessario investire maggiormente nella tecnologia di raffreddamento. Anche il mix energetico gioca un ruolo importante. Gli operatori che utilizzano elettricità verde o energia idroelettrica non riducono direttamente il valore PUE, ma contribuiscono alla protezione del clima. La sostenibilità olistica, quindi, non comprende solo la tecnologia, ma anche l'origine delle fonti di energia, come nel caso del Hosting verde.

Parametri ampliati e nuove tendenze

Con la digitalizzazione e il crescente volume di dati, si stanno mettendo in evidenza anche altre metriche per valutare l'efficienza dei data center. Sebbene il valore PUE rimanga importante, esistono altri indicatori di prestazione chiave (KPI) che consentono una visione olistica.

WUE (Water Usage Effectiveness): Questa cifra chiave si concentra sul consumo di acqua per il raffreddamento, che può essere un fattore decisivo, soprattutto nelle regioni aride o con scarsità d'acqua. Un consumo eccessivo di acqua può aumentare i costi operativi a lungo termine e peggiorare l'equilibrio ecologico.

CUE (Carbon Usage Effectiveness): Il valore CUE include le emissioni di CO₂ nella valutazione dell'efficienza. Questo è particolarmente importante quando si tratta di utilizzare fonti energetiche diverse. Ad esempio, se gli operatori utilizzano energia elettrica proveniente da centrali a carbone, il valore CUE è più basso rispetto all'utilizzo di energie rinnovabili come l'eolico o il solare.

DCiE (Data Centre infrastructure Efficiency): DCiE è il rapporto tra la potenza IT e l'energia totale. Mentre il valore PUE aumenta con l'aumentare dei flussi di energia nell'infrastruttura, il valore DCiE diminuisce con l'aumentare delle perdite dell'infrastruttura. Il DCiE è usato meno frequentemente, ma fornisce una visione complementare che si basa essenzialmente sugli stessi dati.

Questi miglioramenti forniscono ai gestori di data center ulteriori punti di riferimento per allineare le misure in modo ancora più specifico alle soluzioni sostenibili e rendere più efficienti i processi operativi.

Sfide nell'ottimizzazione del PUE

Nonostante i vantaggi, l'ottimizzazione del PUE comporta anche delle sfide. Spesso le strutture degli edifici sono in funzione da anni e non sono facilmente adattabili ai moderni concetti di raffreddamento. In questi casi, è consigliabile una ristrutturazione graduale, in cui gli investimenti vengono effettuati prima nelle aree che promettono i maggiori effetti, ad esempio nei sistemi di raffreddamento e nell'ottimizzazione del flusso d'aria.

Il finanziamento può essere un altro ostacolo: Non tutte le organizzazioni dispongono del budget necessario per acquistare tempestivamente un nuovo hardware o una tecnologia di refrigerazione all'avanguardia. In questo caso vale la pena fare un'analisi costi-benefici a lungo termine. Infatti, anche se le spese iniziali sono più elevate, possono essere ammortizzate nel giro di pochi anni grazie alla riduzione dei costi energetici.

Anche il coinvolgimento dei reparti IT è essenziale. Senza il coinvolgimento dei team che decidono in ultima istanza l'utilizzo dei server, la virtualizzazione e la scelta delle sedi, le proposte di ottimizzazione non possono essere attuate in modo completo nelle operazioni tecniche quotidiane. Una gestione olistica del progetto che tenga conto in egual misura della gestione operativa, dell'amministrazione informatica e della tecnologia dell'edificio aumenta le possibilità di successo.

Nuove tecnologie di raffreddamento e concetti di instradamento dell'aria

Recentemente, le tecnologie di raffreddamento come Raffreddamento a immersione o il raffreddamento ad aria in ricircolo con raffreddamento adiabatico sta diventando sempre più importante. Con il raffreddamento a immersione, i server vengono immersi in uno speciale mezzo di raffreddamento che dissipa il calore residuo in modo particolarmente efficiente. Questo approccio può ridurre drasticamente l'energia richiesta per il raffreddamento, ma richiede un concetto ben studiato e di solito anche un'attrezzatura speciale adatta alle rispettive densità di potenza.

Anche il miglioramento della distribuzione dell'aria è sempre più evidente. L'uso coerente di corridoi freddi e caldi consente di evitare miscele d'aria e di utilizzare la capacità di raffreddamento necessaria in modo più mirato. Alcuni data center integrano sistemi di scambio di calore tra i server per risparmiare ancora più energia. Quando le temperature esterne sono elevate, spesso non c'è alternativa ai sistemi di climatizzazione convenzionali, ma un controllo intelligente, ad esempio con sensori e flap automatici, può aumentare l'efficienza anche in queste condizioni.

Ruolo del carico IT e della virtualizzazione

Oltre all'edificio fisico e alla tecnologia dei sistemi, anche l'infrastruttura IT svolge un ruolo importante. Una Utilizzo efficiente della capacità dei server utilizzando le tecniche di virtualizzazione assicura che sia effettivamente necessario meno hardware. In questo modo si riduce sia il consumo assoluto di energia dei sistemi IT sia la necessità di capacità di raffreddamento. In pratica, molte aziende utilizzano solo una frazione delle risorse dei loro server fisici. Con l'aiuto delle soluzioni di virtualizzazione, queste possono essere utilizzate meglio, con un impatto indiretto positivo sul valore PUE.

Inoltre, un'idea ben ponderata Bilanciamento del carico distribuire i compiti su diversi nodi per attenuare i picchi di carico e ridurre al minimo i problemi di surriscaldamento. Se i carichi sono distribuiti in modo più uniforme nell'arco della giornata, le unità di raffreddamento funzionano in modo più uniforme ed efficiente, favorendo così un valore PUE più favorevole.

Resilienza e ridondanza contro efficienza.

I data center non sono solo luoghi in cui vengono elaborati i dati, ma anche archiviati, spesso critici per l'azienda. La ridondanza dell'alimentazione e del raffreddamento è quindi una componente centrale di molti concetti. Tuttavia, sistemi di ridondanza aggiuntivi per l'alimentazione (batterie UPS, generatori diesel) o il raffreddamento (raffreddatori di riserva, alimentazione secondaria) aumentano i requisiti energetici. Ciò crea un campo di tensione tra Resilienza e Efficienza:

• I concetti di alta disponibilità (ad esempio, Tier IV) richiedono diversi percorsi separati, ognuno dei quali offre una capacità sufficiente.
• Anche i sistemi di backup inutilizzati assorbono energia in modalità standby.
• I circuiti di raffreddamento o i sistemi di pompe ridondanti aumentano i costi di manutenzione e funzionamento.

Nonostante questi costi aggiuntivi, la ridondanza è spesso indispensabile. Tuttavia, una buona pianificazione cerca di ridurre le perdite di efficienza delle strutture parallele necessarie attraverso un'architettura e un controllo adeguati. In questo modo, è possibile ottenere un valore PUE accettabile anche in ambienti ad alta disponibilità.

Miglioramento continuo e audit

Oltre alle misurazioni e ai monitoraggi quotidiani, per molte aziende è utile dare regolarmente un'occhiata dall'esterno. AuditGli audit, ad esempio da parte di società di ingegneria indipendenti o di consulenti energetici, spesso scoprono un potenziale di ottimizzazione che i team interni trascurano nella loro attività quotidiana. Una cultura del miglioramento continuo può essere stabilita attraverso un intervallo fisso di due o tre anni per tali audit. Anche certificazioni come la ISO 50001 (gestione dell'energia) o la ISO 14001 (gestione ambientale) svolgono un ruolo importante, in quanto supportano procedure sistematiche.

È importante anche la formazione regolare del personale, affinché possa utilizzare al meglio le nuove tecnologie di raffreddamento, i metodi di misurazione e gli strumenti di monitoraggio. In questo modo si crea un ciclo di valutazione, sviluppo di misure e monitoraggio dei progressi che riduce gradualmente il valore PUE.

Prospettive tecnologiche per il futuro

Gli occhiali computerizzati e le case intelligenti di domani, le auto a guida autonoma e l'Internet degli oggetti stanno creando una nuova marea di dati che richiede data center ad alte prestazioni. Tuttavia, con l'aumento della domanda di potenza di calcolo e di spazio di archiviazione, aumenta anche la sfida di rendere questa operazione sostenibile. Si stanno delineando alcune tendenze:

• Computer quantistici: Sono ancora oggetto di ricerca, ma i loro requisiti di raffreddamento potenzialmente elevati potrebbero imporre nuovi standard in alcuni settori.
• Centri dati modulari: Invece di costruire grandi sistemi monolitici, si utilizzano moduli compatti che possono essere ingranditi e raffreddati in modo più efficiente a seconda delle esigenze.
• Apprendimento automatico e intelligenza artificiale: Non solo ottimizzano le applicazioni esterne, ma possono anche adattare autonomamente il controllo della tecnologia dell'edificio, come la regolazione del raffreddamento e dei flussi d'aria.

Ciò apre la possibilità di riconoscere e correggere tempestivamente le condizioni di inefficienza senza l'intervento umano. La diffusione di Edge Computing Ciò significa che i carichi sono più decentralizzati e il centro dati principale è parzialmente alleggerito. Tuttavia, l'effettiva riduzione del consumo energetico complessivo dipende da una serie di fattori, non ultimo l'infrastruttura di rete.

Panoramica conclusiva

Il valore PUE fornisce una valutazione diretta dell'efficienza di un data center, ha un impatto sulla struttura dei costi ed è sempre più al centro dell'attenzione di investitori, clienti e legislatori. È possibile influenzare in modo significativo il valore con misure mirate come tecnologie di raffreddamento, ottimizzazioni IT e soluzioni architettoniche intelligenti. Un monitoraggio regolare e la volontà di investire in risparmi a lungo termine restano importanti. Se si tiene d'occhio il valore PUE, si assicurano le prestazioni del data center e si riduce al contempo l'impatto ambientale a lungo termine.