Низкий Значение PUE имеет решающее значение для энергоэффективной работы центров обработки данных. Это снижает эксплуатационные расходы и выбросы CO₂, повышает производительность и является показателем устойчивости инфраструктуры.
Центральные пункты
- Значение PUE измеряет энергоэффективность центров обработки данных
- Значение, близкое к 1,0 означает высокую эффективность
- Оптимизация возможно из-за охлаждения, ИТ и распределения питания
- Экономия средств и экологические преимущества как главные достоинства
- Измерение и мониторинг, необходимые для постоянного совершенствования
Значение PUE: определение и значение
Der Значение PUE (Power Usage Effectiveness) - это показатель того, насколько эффективно центр обработки данных использует энергию. Формула такова: общее потребление энергии, деленное на потребление энергии только ИТ-устройствами. Если значение PUE равно 1,0, то вся энергия используется исключительно для работы серверов, систем хранения и сетевого оборудования - без каких-либо потерь. Значения, значительно превышающие это значение, вполне реальны, поскольку такие системы, как кондиционирование воздуха, аварийное питание и освещение, требуют дополнительной энергии. Чем ближе значение PUE к 1,0, тем эффективнее работает центр обработки данных.
Типичные значения и что они означают
В практической эксплуатации современные центры обработки данных имеют значения PUE от 1,2 до 1,6. Согласно отраслевым измерениям, средний мировой показатель в настоящее время составляет около 1,58. Более старые или менее энергоэффективные системы легко достигают значений выше 2,0. Значение 1,4 уже свидетельствует о высокой энергоэффективности. Организации с инновационными системами климат-контроля или жидкостного охлаждения часто снижают этот показатель до 1,25 или ниже. В сравнении Германия как место размещения центров обработки данных В международном сравнении результаты довольно неоднозначны.
Измерение и мониторинг PUE
Чтобы правильно определить значение PUE, я записываю две точки данных: Во-первых, общее энергопотребление центра обработки данных, а во-вторых, энергопотребление чистого ИТ-оборудования, такого как серверы, сетевые устройства и системы хранения данных. Разница показывает, сколько энергии расходуется на охлаждение, освещение или потери. В идеале измерения проводятся непрерывно в нескольких точках - например, в основной точке питания и в распределителях электроэнергии для ИТ. Регулярный мониторинг позволяет выявить неэффективные системы и принять целенаправленные контрмеры.
Какие факторы влияют на стоимость?
Der РасположениеТехнология строительства и используемая система охлаждения оказывают непосредственное влияние. Поведение пользователей с точки зрения использования серверов и виртуализации также может улучшить или ухудшить значение PUE. Особое значение имеет охлаждение: такие системы, как Бесплатное охлаждение или непрямое испарительное охлаждение могут значительно сократить расходы на кондиционирование воздуха. Продуманная маршрутизация воздуха - например, разделение горячих и холодных проходов - также значительно снижает потребность в энергии.
Меры по оптимизации значения PUE
Если вы хотите оптимизировать энергоэффективность своего центра обработки данных, вы можете сделать несколько вещей. Вот несколько проверенных методов:
- Использование естественное охлаждение (например, через наружный воздух)
- Использование энергоэффективного ИТ-оборудования и SSD-накопителей
- Консолидация и виртуализация серверов для более эффективного использования оборудования
- Оптимизация воздушных потоков, например, за счет сдерживания холодных проходов
- Изоляция источников тепла и улучшенная планировка помещений
Оптимизация коэффициента полезного действия: образцовые центры обработки данных
Успешным примером устойчивого хостинга является CO₂-позитивный центр обработки данных с фермой водорослей, использующей естественную утилизацию тепла, что является новым шагом вперед. Такие концепции демонстрируют, что эффективность - это не только технический вопрос, но и вопрос творчества. Даже небольшие улучшения за счет светодиодного освещения, аккумуляторных батарей или архитектуры постоянного тока приводят к значительному прогрессу в значении PUE.
Сравнение: значения PUE наглядно
В следующей таблице представлен обзор типичных значений PUE для различных типов центров обработки данных и их значение.
| Тип центра обработки данных | Типичное значение PUE | Оценка |
|---|---|---|
| Центр обработки данных старого образца | 2,0+ | Неэффективность, высокие потери энергии |
| Модернизированный центр обработки данных | 1,4 - 1,6 | Надежная энергоэффективность |
| Высокотехнологичный экологичный центр обработки данных | 1,2 - 1,25 | Очень хорошая эффективность |
| Облачная нативная инфраструктура | 1,1 - 1,2 | Выдающийся |
Почему оптимизация PUE приносит свои плоды
Эксплуатационные расходы снижаются с каждым улучшением значения PUE. В крупных компаниях расходы на электроэнергию составляют до трети расходов на ЦОД. Снижение показателя с 1,6 до 1,3 позволяет ежегодно экономить пятизначные суммы в евро. Кроме того, более низкие значения означают, что операторы все чаще выполняют нормативные требования по защите климата. Хорошее значение PUE также является плюсом для ответственного хостинга в глазах клиентов.
Другие аспекты: Расположение и источник питания
Качество местоположения также влияет на стратегию PUE. В холодных климатических зонах лучше использовать естественное охлаждение, в то время как в более теплых регионах необходимо вкладывать больше средств в охлаждающую технику. Энергобаланс также играет определенную роль. Операторы, использующие экологически чистое электричество или гидроэнергию, не снижают напрямую значение PUE, но вносят свой вклад в защиту климата. Таким образом, целостная устойчивость включает в себя не только технологии, но и происхождение источников энергии - как в Зеленый хостинг.
Расширенные параметры и новые тенденции
В процессе цифровизации и увеличения объема данных на первый план выходят и другие показатели оценки эффективности центров обработки данных. Хотя значение PUE остается важным, существуют и другие ключевые показатели эффективности (KPI), которые позволяют получить целостную картину.
Эффективность использования воды (WUE): Этот ключевой показатель касается расхода воды на охлаждение, который может быть решающим фактором, особенно в засушливых регионах или регионах с дефицитом воды. Чрезмерное потребление воды может привести к увеличению эксплуатационных расходов в долгосрочной перспективе и ухудшению экологического баланса.
CUE (эффективность использования углерода): Значение CUE включает в себя выбросы CO₂ при оценке эффективности. Это особенно важно, когда речь идет об использовании различных источников энергии. Например, если операторы используют электроэнергию от угольных электростанций, значение CUE будет ниже, чем при использовании возобновляемых источников энергии, таких как ветер или солнце.
DCiE (Эффективность инфраструктуры центра обработки данных): DCiE - это отношение мощности ИТ к общему количеству энергии. В то время как значение PUE увеличивается тем больше, чем больше энергии поступает в инфраструктуру, значение DCiE уменьшается с увеличением потерь в инфраструктуре. Показатель DCiE используется реже, но дает дополнительное представление, основанное, по сути, на тех же цифрах.
Эти усовершенствования дают операторам центров обработки данных дополнительные ориентиры для более точного согласования мер с устойчивыми решениями и повышения эффективности операционных процессов.
Проблемы, связанные с оптимизацией коэффициента полезного действия
Несмотря на все преимущества, оптимизация коэффициента полезного действия также сопряжена с определенными трудностями. Конструкции зданий часто создавались в течение многих лет, и их нелегко спроектировать с учетом современных концепций охлаждения. В таких случаях рекомендуется поэтапная реконструкция, при которой инвестиции сначала направляются в те области, которые дают наибольший эффект - например, в системы охлаждения и оптимизацию воздушных потоков.
Еще одним препятствием может стать финансирование: Не каждая организация располагает бюджетом для своевременной закупки нового оборудования или современной холодильной техники. Здесь стоит провести долгосрочный анализ затрат и выгод. Ведь даже если на начальном этапе потребуются большие расходы, они могут быть компенсированы в течение нескольких лет за счет снижения затрат на электроэнергию.
Участие ИТ-отделов также необходимо. Без участия тех команд, которые в конечном итоге принимают решения об использовании серверов, виртуализации и выборе местоположения, предложения по оптимизации не могут быть всесторонне реализованы в повседневной технической деятельности. Целостное управление проектом, в котором в равной степени учитываются операционное управление, ИТ-администрирование и технологии здания, повышает шансы на успех.
Новые технологии охлаждения и концепции маршрутизации воздуха
В последнее время появились такие технологии охлаждения, как Погружное охлаждение или рециркуляционное воздушное охлаждение с адиабатическим охлаждением приобретают все большее значение. При погружном охлаждении серверы погружаются в специальную охлаждающую среду, которая особенно эффективно рассеивает отходящее тепло. Такой подход позволяет значительно сократить потребление энергии на охлаждение, но требует тщательно продуманной концепции и, как правило, специального оборудования, подходящего для соответствующей плотности мощности.
Также все большее внимание уделяется улучшенной маршрутизации воздуха. Последовательное использование холодных и теплых проходов позволяет избежать смешивания воздуха и более целенаправленно использовать необходимую мощность охлаждения. Некоторые центры обработки данных интегрируют системы теплообмена между серверами для еще большей экономии энергии. При высоких температурах наружного воздуха альтернативы традиционным системам кондиционирования часто нет, но интеллектуальное управление - например, с помощью датчиков и автоматических воздушных заслонок - может повысить эффективность даже в таких условиях.
Роль ИТ-нагрузки и виртуализации
Помимо физического здания и системных технологий, важную роль играет и сама ИТ-инфраструктура. Один из сайтов Эффективное использование мощностей Серверы, использующие технологии виртуализации, позволяют использовать меньшее количество оборудования. Это снижает как абсолютное энергопотребление ИТ-систем, так и потребность в охлаждающих мощностях. На практике многие компании используют лишь часть ресурсов своих физических серверов. С помощью решений виртуализации они могут быть использованы более эффективно, что косвенно положительно влияет на показатель PUE.
Кроме того, хорошо продуманная Балансировка нагрузки распределение задач между различными узлами для сглаживания пиковых нагрузок и минимизации проблем с перегревом. Если нагрузка распределяется более равномерно в течение дня, охлаждающие устройства работают более равномерно и эффективно, что, в свою очередь, способствует более благоприятному значению PUE.
Устойчивость и избыточность против эффективности
Центры обработки данных - это не только места, где обрабатываются, но и хранятся данные, зачастую критически важные для бизнеса. Поэтому резервирование электропитания и охлаждения является центральным компонентом многих концепций. Однако дополнительные системы резервирования питания (батареи ИБП, дизель-генераторы) или охлаждения (резервные кулеры, вторичное питание) увеличивают потребность в энергии. Это создает поле напряженности между Устойчивость и Эффективность:
- Концепции высокой доступности (например, Tier IV) требуют наличия нескольких отдельных путей, каждый из которых обладает достаточной пропускной способностью.
- Даже неиспользуемые системы резервного копирования потребляют энергию в режиме ожидания.
- Резервные контуры охлаждения или насосные системы повышают стоимость обслуживания и эксплуатации.
Несмотря на эти дополнительные расходы, без избыточности часто не обойтись. Однако при грамотном планировании удается снизить потери эффективности необходимых параллельных структур за счет подходящей архитектуры и управления. Таким образом, приемлемое значение PUE может быть достигнуто даже в средах с высокой степенью готовности.
Непрерывное совершенствование и аудиты
Помимо ежедневных измерений и мониторинга, многим компаниям стоит регулярно смотреть на ситуацию со стороны. АудитыАудиты, проводимые, например, независимыми инженерными фирмами или консультантами по энергетике, часто позволяют выявить потенциал для оптимизации, на который внутренние специалисты не обращают внимания в своей повседневной работе. Культура непрерывного совершенствования может быть сформирована благодаря фиксированному двух- или трехлетнему интервалу между такими аудитами. Такие сертификаты, как ISO 50001 (энергоменеджмент) или ISO 14001 (экологический менеджмент), также играют здесь важную роль, поскольку они поддерживают систематические процедуры.
Также важно регулярно обучать персонал, чтобы он мог оптимально использовать новые технологии охлаждения, методы измерения и инструменты мониторинга. Это создает цикл оценки, разработки мер и мониторинга прогресса, который постепенно снижает значение PUE.
Технологические перспективы на будущее
Вычислительные очки и "умные" дома будущего, самоуправляемые автомобили и Интернет вещей создают новый поток данных, требующий высокопроизводительных центров обработки данных. Однако по мере роста спроса на вычислительную мощность и пространство для хранения данных растет и проблема обеспечения устойчивости этой работы. Наметились некоторые тенденции:
- Квантовые компьютеры: Они все еще являются предметом исследований, но их потенциально высокие требования к охлаждению могут заставить разработать новые стандарты в некоторых областях.
- Модульные центры обработки данных: Вместо создания больших монолитных систем используются компактные модули, которые можно наращивать и охлаждать более эффективно по мере необходимости.
- Машинное обучение и искусственный интеллект: Они не только оптимизируют внешние приложения, но и могут автономно адаптировать управление технологиями здания, например, регулировать охлаждение и воздушные потоки.
Это открывает возможность распознавать и исправлять неэффективные условия на ранних стадиях без вмешательства человека. Распространение Пограничные вычисления Это означает, что нагрузка становится более децентрализованной, а главный центр обработки данных частично разгружается. Однако действительно ли это снижает общее энергопотребление, зависит от ряда факторов - не в последнюю очередь от сетевой инфраструктуры.
Заключительный обзор
Показатель PUE дает прямую оценку эффективности центра обработки данных, влияет на структуру затрат и все чаще оказывается в центре внимания инвесторов, заказчиков и законодателей. Я могу существенно повлиять на этот показатель с помощью целенаправленных мер, таких как технологии охлаждения, оптимизация ИТ и продуманные архитектурные решения. Регулярный мониторинг и готовность инвестировать в долгосрочную экономию по-прежнему важны. Если вы следите за значением PUE, вы обеспечиваете производительность своего центра обработки данных и в то же время снижаете воздействие на окружающую среду в долгосрочной перспективе.
