A scăzut Valoarea PUE este esențială pentru funcționarea eficientă din punct de vedere energetic a centrelor de date. Aceasta reduce costurile de exploatare și emisiile de CO₂, îmbunătățește performanța și este un indicator al infrastructurii durabile.
Puncte centrale
- Valoarea PUE măsoară eficiența energetică a centrelor de date
- O valoare apropiată de 1,0 înseamnă eficiență ridicată
- Optimizare posibil din cauza sistemelor de răcire, IT și de distribuție a energiei
- Reducerea costurilor și avantajele ecologice ca principale beneficii
- Măsurarea și monitorizarea necesare pentru îmbunătățirea continuă
Valoarea PUE: definiție și semnificație
The Valoarea PUE (Power Usage Effectiveness) este un indicator al eficienței cu care un centru de date își utilizează energia. Formula este următoarea: consumul total de energie împărțit la consumul de energie doar al dispozitivelor IT. Dacă valoarea PUE este de 1,0, toată energia este utilizată exclusiv pentru servere, echipamente de stocare și de rețea - fără nicio pierdere. Valori semnificativ mai mari decât aceasta sunt realiste, deoarece sisteme precum aerul condiționat, energia de urgență și iluminatul necesită energie suplimentară. Cu cât valoarea PUE este mai apropiată de 1,0, cu atât centrul de date este exploatat mai eficient.
Valori tipice și semnificația lor
În practică, centrele de date moderne au valori PUE cuprinse între 1,2 și 1,6. Conform măsurătorilor din industrie, media globală este în prezent de aproximativ 1,58. Sistemele mai vechi sau mai puțin optimizate energetic ating cu ușurință valori de peste 2,0. O valoare de 1,4 indică deja o eficiență energetică ridicată. Organizațiile cu sisteme inovatoare de climatizare sau răcire cu lichid reduc adesea valoarea la 1,25 sau mai puțin. În comparație Germania ca locație pentru centrele de date Într-o comparație internațională, rezultatele sunt mai degrabă mixte.
Măsurarea și monitorizarea PUE
Pentru a determina corect valoarea PUE, înregistrez două puncte de date: În primul rând, consumul total de energie al centrului de date și, în al doilea rând, consumul de energie al hardware-ului IT pur, cum ar fi serverele, dispozitivele de rețea și de stocare. Diferența arată câtă energie este utilizată pentru răcire, iluminat sau pierderi. În mod ideal, măsurătorile sunt efectuate continuu în mai multe puncte - cum ar fi punctul principal de alimentare și distribuitorii de energie IT. Monitorizarea regulată dezvăluie sistemele ineficiente și permite luarea de contramăsuri specifice.
Ce factori influențează valoarea?
The Locațietehnologia clădirii și sistemul de răcire utilizat au un impact direct. Comportamentul utilizatorilor în ceea ce privește utilizarea serverelor și virtualizarea poate, de asemenea, să îmbunătățească sau să înrăutățească valoarea PUE. Răcirea este deosebit de importantă: sisteme precum Răcire gratuită sau răcirea indirectă prin evaporare poate reduce drastic costurile de climatizare. De asemenea, dirijarea inteligentă a aerului - de exemplu prin separarea culoarelor calde de cele reci - reduce semnificativ necesarul de energie.
Măsuri de optimizare a valorii PUE
Dacă doriți să optimizați eficiența energetică a centrului dvs. de date, există mai multe lucruri pe care le puteți face. Iată câteva tehnici încercate și testate:
- Utilizarea răcire gratuită (de exemplu, prin aerul exterior)
- Utilizarea de hardware IT eficient din punct de vedere energetic și stocare SSD
- Consolidarea și virtualizarea serverelor pentru o utilizare mai eficientă a hardware-ului
- Optimizarea fluxului de aer, de exemplu prin izolarea culoarului rece
- Izolarea surselor de căldură și îmbunătățirea planificării spațiilor
Optimizarea PUE: centre de date exemplare
Un exemplu de succes de găzduire durabilă este oferit de un Centru de date CO₂-pozitiv cu o fermă de alge care folosește utilizarea naturală a căldurii pentru a deschide noi drumuri. Astfel de concepte demonstrează că eficiența nu este doar o problemă tehnică, ci adesea și o chestiune de creativitate. Chiar și micile îmbunătățiri aduse prin iluminatul cu LED-uri, stocarea bateriilor sau arhitecturile DC aduc progrese semnificative în ceea ce privește valoarea PUE.
Comparație: valorile PUE dintr-o privire de ansamblu
Tabelul următor oferă o prezentare generală a valorilor PUE tipice în diferite tipuri de centre de date și a semnificației acestora.
| Tipul de centru de date | Valoarea PUE tipică | Evaluare |
|---|---|---|
| Centrul de date standard vechi | 2,0+ | Ineficiente, pierderi mari de energie |
| Centru de date modernizat | 1,4 - 1,6 | Eficiență energetică solidă |
| Centru de date ecologic de înaltă tehnologie | 1,2 - 1,25 | Eficiență foarte bună |
| Infrastructură nativă în cloud | 1,1 - 1,2 | Remarcabil |
De ce optimizarea PUE dă rezultate
Costurile de exploatare scad cu fiecare îmbunătățire a valorii PUE. În companiile mari, costurile cu energia reprezintă până la o treime din cheltuielile centrelor de date. O scădere de la 1,6 la 1,3 poate economisi anual sume de euro cu cinci cifre. În plus, valorile mai mici înseamnă că operatorii îndeplinesc din ce în ce mai mult cerințele de reglementare pentru protecția climei. O valoare PUE bună este, de asemenea, un punct în plus pentru o găzduire responsabilă în ochii clienților.
Alte aspecte: Locația și sursa de alimentare
Calitatea locației influențează, de asemenea, strategia PUE. Zonele cu climă rece permit o răcire gratuită mai bună, în timp ce în regiunile mai calde trebuie să se investească mai mult în tehnologia de răcire. Mixul energetic joacă, de asemenea, un rol. Operatorii care utilizează energie electrică ecologică sau hidroenergie nu reduc în mod direct valoarea PUE, dar contribuie la protecția climei. Prin urmare, durabilitatea holistică nu include doar tehnologia, ci și originea surselor de energie - ca în Găzduire ecologică.
Parametri extinși și tendințe noi
În contextul digitalizării și al volumului tot mai mare de date, apar și alți parametri de evaluare a eficienței centrelor de date. Deși valoarea PUE rămâne importantă, există și alți indicatori-cheie de performanță (KPI) care permit o viziune holistică.
WUE (Water Usage Effectiveness): Această cifră-cheie se concentrează pe consumul de apă pentru răcire, care poate fi un factor decisiv, în special în regiunile secetoase sau cu deficit de apă. Consumul excesiv de apă poate crește costurile de exploatare pe termen lung și poate înrăutăți echilibrul ecologic.
CUE (Carbon Usage Effectiveness): Valoarea CUE include emisiile de CO₂ în evaluarea eficienței. Acest lucru este deosebit de relevant atunci când vine vorba de utilizarea diferitelor surse de energie. De exemplu, în cazul în care operatorii utilizează energie electrică din centrale pe cărbune, valoarea CUE este mai mică decât în cazul în care sunt utilizate energii regenerabile, cum ar fi energia eoliană sau solară.
DCiE (Eficiența infrastructurii centrului de date): DCiE este raportul dintre puterea IT și energia totală. În timp ce valoarea PUE crește cu cât mai multă energie intră în infrastructură, valoarea DCiE scade odată cu creșterea pierderilor din infrastructură. DCiE este utilizat mai rar, dar oferă o perspectivă complementară care se bazează în esență pe aceleași cifre.
Aceste îmbunătățiri oferă operatorilor de centre de date puncte de referință suplimentare pentru alinierea și mai specifică a măsurilor la soluțiile durabile și pentru eficientizarea proceselor operaționale.
Provocări în optimizarea PUE
În ciuda tuturor avantajelor, optimizarea PUE aduce și provocări. Structurile clădirilor sunt adesea în funcțiune de ani de zile și nu sunt ușor de proiectat pentru conceptele moderne de răcire. În astfel de cazuri, este recomandabilă o renovare pas cu pas, prin care investițiile se fac mai întâi în domeniile care promit cel mai mare efect - de exemplu, în sistemele de răcire și optimizarea fluxului de aer.
Finanțarea poate fi un alt obstacol: Nu toate organizațiile dispun de bugetul necesar pentru a achiziționa în timp util hardware nou sau tehnologie de refrigerare de ultimă generație. În acest caz, merită să efectuați o analiză cost-beneficiu pe termen lung. Pentru că, chiar dacă sunt suportate cheltuieli inițiale mai mari, acestea pot fi amortizate în câțiva ani prin reducerea costurilor cu energia.
Implicarea departamentelor IT este, de asemenea, esențială. Fără implicarea echipelor care decid în ultimă instanță cu privire la utilizarea serverelor, virtualizarea și alegerea locației, propunerile de optimizare nu pot fi implementate în mod cuprinzător în operațiunile tehnice zilnice. Managementul holistic al proiectului, care ia în considerare în egală măsură managementul operațional, administrarea IT și tehnologia clădirii, crește șansele de succes.
Noi tehnologii de răcire și concepte de dirijare a aerului
Recent, tehnologiile de răcire, cum ar fi Răcire prin imersie sau răcirea cu recirculare a aerului cu răcire adiabatică devine din ce în ce mai importantă. În cazul răcirii prin imersie, serverele sunt imersate într-un mediu de răcire special care disipează căldura reziduală în mod deosebit de eficient. Această abordare poate reduce drastic energia necesară pentru răcire, dar necesită un concept bine gândit și, de obicei, și echipamente speciale care sunt potrivite pentru densitățile de putere respective.
Îmbunătățirea direcționării aerului este, de asemenea, din ce în ce mai importantă. Utilizarea consecventă a culoarelor reci și calde face posibilă evitarea amestecurilor de aer și utilizarea capacității de răcire necesare într-un mod mai direcționat. Unele centre de date integrează sisteme de schimb de căldură între servere pentru a economisi și mai multă energie. Atunci când temperaturile exterioare sunt ridicate, de multe ori nu există alternativă la sistemele convenționale de aer condiționat, însă controlul inteligent - de exemplu, cu ajutorul senzorilor și al clapetelor automate de aer - poate crește eficiența chiar și în aceste condiții.
Rolul încărcării IT și al virtualizării
Pe lângă clădirea fizică și tehnologia sistemelor, infrastructura IT joacă, de asemenea, un rol major. Unul Utilizarea eficientă a capacității de servere folosind tehnici de virtualizare asigură faptul că este nevoie de mai puțin hardware. Acest lucru reduce atât consumul absolut de energie pentru sistemele IT, cât și nevoia de capacitate de răcire. În practică, multe întreprinderi utilizează doar o fracțiune din resursele serverelor lor fizice. Cu ajutorul soluțiilor de virtualizare, acestea pot fi utilizate mai bine, ceea ce are indirect un impact pozitiv asupra valorii PUE.
În plus, o strategie bine gândită Echilibrarea încărcăturii distribuirea sarcinilor către diferite noduri pentru a uniformiza sarcinile de vârf și a minimiza problemele de supraîncălzire. Dacă sarcinile sunt distribuite mai uniform pe parcursul zilei, unitățile de răcire funcționează mai uniform și mai eficient, ceea ce la rândul său favorizează o valoare PUE mai favorabilă.
Reziliență și redundanță vs. eficiență
Centrele de date nu sunt doar locuri în care datele sunt procesate, ci și depozitate - adesea critice pentru afaceri. Redundanța în alimentarea cu energie și răcire este, prin urmare, o componentă centrală a multor concepte. Cu toate acestea, sistemele suplimentare de redundanță pentru alimentare (baterii UPS, generatoare diesel) sau răcire (răcitoare de rezervă, alimentare secundară) cresc necesarul de energie. Acest lucru creează un câmp de tensiune între Reziliență și Eficiență:
- Conceptele de înaltă disponibilitate (de exemplu, nivelul IV) necesită mai multe căi separate, fiecare oferind o capacitate suficientă.
- Chiar și sistemele de rezervă neutilizate consumă energie în modul de așteptare.
- Circuitele de răcire sau sistemele de pompe redundante cresc costurile de întreținere și funcționare.
În ciuda acestor costuri suplimentare, redundanța este adesea indispensabilă. Cu toate acestea, o bună planificare încearcă să reducă pierderile de eficiență ale structurilor paralele necesare prin arhitectură și control adecvate. În acest fel, o valoare PUE acceptabilă poate fi obținută chiar și în medii cu disponibilitate ridicată.
Îmbunătățirea continuă și auditurile
În plus față de măsurarea și monitorizarea zilnică, pentru multe companii este util să arunce o privire periodică din exterior. Audituriauditurile, de exemplu efectuate de firme de inginerie independente sau de consultanți în domeniul energetic, descoperă adesea un potențial de optimizare pe care echipele interne îl trec cu vederea în activitatea lor de zi cu zi. O cultură a îmbunătățirii continue poate fi stabilită printr-un interval fix de doi sau trei ani pentru astfel de audituri. Certificatele precum ISO 50001 (gestionarea energiei) sau ISO 14001 (gestionarea mediului) joacă, de asemenea, un rol în acest sens, deoarece sprijină procedurile sistematice.
Formarea periodică a personalului este, de asemenea, importantă, astfel încât acesta să poată utiliza în mod optim noile tehnologii de răcire, metode de măsurare și instrumente de monitorizare. Se creează astfel un ciclu de evaluare, dezvoltare a măsurilor și monitorizare a progreselor, care reduce treptat valoarea PUE.
Perspective tehnologice pentru viitor
Ochelarii de calcul și casele inteligente de mâine, mașinile care se conduc singure și internetul obiectelor creează un nou flux de date care necesită centre de date de înaltă performanță. Cu toate acestea, pe măsură ce crește cererea de putere de calcul și de spațiu de stocare, crește și provocarea de a face această funcționare durabilă. Se conturează unele tendințe:
- Calculatoare cuantice: Acestea fac încă obiectul cercetării, dar cerințele lor de răcire potențial ridicate ar putea impune noi standarde în anumite domenii.
- Centre de date modulare: În loc să se construiască sisteme monolitice de mari dimensiuni, se utilizează module compacte care pot fi extinse și răcite mai eficient în funcție de necesități.
- Învățarea automată și inteligența artificială: Acestea nu numai că optimizează aplicațiile externe, dar pot, de asemenea, să adapteze în mod autonom controlul tehnologiei clădirii, cum ar fi reglarea fluxurilor de răcire și de aer.
Acest lucru deschide posibilitatea de a recunoaște și corecta condițiile ineficiente într-un stadiu incipient, fără intervenție umană. Răspândirea Calculul de margine Aceasta înseamnă că sarcinile sunt mai descentralizate, iar centrul principal de date este parțial eliberat. Cu toate acestea, dacă acest lucru reduce cu adevărat consumul global de energie depinde de o serie de factori - nu în ultimul rând de infrastructura de rețea.
Concluzii generale
Valoarea PUE oferă o evaluare directă a eficienței unui centru de date, are un impact asupra structurii costurilor și este din ce în ce mai mult în centrul atenției investitorilor, clienților și legiuitorilor. Pot influența semnificativ valoarea prin măsuri specifice, cum ar fi tehnologiile de răcire, optimizările IT și soluțiile arhitecturale inteligente. Monitorizarea regulată și dorința de a investi în economii pe termen lung rămân importante. Dacă țineți cont de valoarea PUE, asigurați performanța centrului dvs. de date și, în același timp, reduceți impactul asupra mediului pe termen lung.
