Nizka Vrednost PUE je ključnega pomena za energetsko učinkovito delovanje podatkovnih centrov. Zmanjšuje obratovalne stroške in emisije CO₂, izboljšuje učinkovitost in je kazalnik trajnostne infrastrukture.
Osrednje točke
- Vrednost PUE meri energetsko učinkovitost podatkovnih centrov.
- Vrednost blizu 1,0 pomeni visoko učinkovitost
- Optimizacija zaradi hlajenja, IT in distribucije električne energije.
- Prihranki stroškov in ekološke prednosti kot glavne prednosti.
- Merjenje in spremljanje, potrebno za nenehno izboljševanje.
Vrednost PUE: opredelitev in pomen
Spletna stran Vrednost PUE (Power Usage Effectiveness) je kazalnik učinkovitosti porabe energije v podatkovnem centru. Enačba je: skupna poraba energije, deljena s porabo energije samih naprav IT. Če je vrednost PUE 1,0, se vsa energija porabi izključno za strežnike, pomnilnike in omrežno strojno opremo - brez izgub. Vrednosti, ki so bistveno višje od te, so realne, saj sistemi, kot so klimatizacija, zasilno napajanje in razsvetljava, potrebujejo dodatno energijo. Bolj ko se vrednost PUE približuje 1,0, bolj učinkovito deluje podatkovni center.
Tipične vrednosti in njihov pomen
V praksi imajo sodobni podatkovni centri vrednosti PUE med 1,2 in 1,6. Glede na industrijske meritve je trenutno svetovno povprečje približno 1,58. Starejši ali energetsko manj optimizirani sistemi zlahka dosežejo vrednosti nad 2,0. Vrednost 1,4 že pomeni visoko energetsko učinkovitost. Organizacije z inovativnim klimatskim nadzorom ali tekočinskim hlajenjem pogosto znižajo vrednost na 1,25 ali manj. Za primerjavo Nemčija kot lokacija podatkovnega centra V mednarodni primerjavi so rezultati precej mešani.
Merjenje in spremljanje PUE
Za pravilno določitev vrednosti PUE zabeležim dve podatkovni točki: Prvič, skupno porabo energije podatkovnega centra, in drugič, porabo energije izključno strojne opreme IT, kot so strežniki, omrežne naprave in pomnilnik. Razlika kaže, koliko energije se porabi za hlajenje, razsvetljavo ali izgube. V idealnem primeru se meritve izvajajo neprekinjeno na več točkah - na primer na glavni napajalni točki in pri distributerjih energije IT. Redno spremljanje razkrije neučinkovite sisteme in omogoča sprejetje ciljno usmerjenih protiukrepov.
Kateri dejavniki vplivajo na vrednost?
Spletna stran Lokacijaneposredno vplivata tehnologija stavbe in uporabljeni hladilni sistem. Vrednost PUE lahko izboljša ali poslabša tudi vedenje uporabnikov v smislu uporabe strežnikov in virtualizacije. Hlajenje je še posebej pomembno: sistemi, kot so Brezplačno hlajenje ali posredno hlajenje z izhlapevanjem lahko drastično zmanjša stroške klimatizacije. Inteligentno usmerjanje zraka - na primer z ločevanjem vročih in hladnih prehodov - prav tako znatno zmanjša potrebe po energiji.
Ukrepi za optimizacijo vrednosti PUE
Če želite optimizirati energetsko učinkovitost svojega podatkovnega centra, lahko storite več stvari. Tukaj je nekaj preizkušenih tehnik:
- Uporaba brezplačno hlajenje (npr. z zunanjim zrakom)
- Uporaba energetsko učinkovite strojne opreme IT in shranjevanja SSD
- konsolidacija in virtualizacija strežnikov za učinkovitejšo uporabo strojne opreme
- Optimizacija zračnega toka, na primer z zaprtjem hladnih prehodov.
- Izolacija virov toplote in boljše načrtovanje prostorov
Optimizacija PUE: vzorčni podatkovni centri
Uspešen primer trajnostnega gostovanja predstavlja CO₂-pozitivno podatkovno središče z ribogojnico alg, ki izkorišča naravno toploto, in s tem postavlja nove temelje. Takšni koncepti dokazujejo, da učinkovitost ni le tehnično vprašanje, temveč pogosto tudi stvar ustvarjalnosti. Že majhne izboljšave z razsvetljavo LED, shranjevanjem baterij ali arhitekturami z enosmernim tokom prinašajo pomemben napredek pri vrednosti PUE.
Primerjava: Pregled vrednosti PUE
Naslednja preglednica vsebuje pregled tipičnih vrednosti PUE v različnih vrstah podatkovnih centrov in njihov pomen.
| Vrsta podatkovnega centra | Tipična vrednost PUE | Vrednotenje |
|---|---|---|
| Staro standardno podatkovno središče | 2,0+ | Neučinkovitost, velike izgube energije |
| Posodobljeno podatkovno središče | 1,4 - 1,6 | Zanesljiva energetska učinkovitost |
| Visokotehnološki zeleni podatkovni center | 1,2 - 1,25 | Zelo dobra učinkovitost |
| Nativna infrastruktura v oblaku | 1,1 - 1,2 | Izjemen |
Zakaj se optimizacija PUE izplača
Z vsakim izboljšanjem vrednosti PUE se zmanjšajo stroški obratovanja. V velikih podjetjih stroški energije predstavljajo do tretjino stroškov podatkovnega centra. Znižanje z 1,6 na 1,3 lahko prihrani petmestne zneske evrov na leto. Poleg tega nižje vrednosti pomenijo, da upravljavci vse bolj izpolnjujejo zakonske zahteve za varstvo podnebja. Dobra vrednost PUE je v očeh strank tudi plus za odgovorno gostovanje.
Drugi vidiki: Lokacija in vir energije
Na strategijo PUE vpliva tudi kakovost lokacije. Hladna podnebna območja omogočajo boljše brezplačno hlajenje, medtem ko je treba v toplejših regijah več vlagati v tehnologijo hlajenja. Vlogo ima tudi mešanica energetskih virov. Upravljavci, ki uporabljajo zeleno električno energijo ali vodno energijo, ne zmanjšujejo neposredno vrednosti PUE, vendar prispevajo k varstvu podnebja. Celostna trajnost torej ne zajema le tehnologije, temveč tudi izvor virov energije - kot pri Zeleno gostovanje.
Razširjeni parametri in novi trendi
Zaradi digitalizacije in vse večje količine podatkov so v ospredju tudi druge metrike za ocenjevanje učinkovitosti podatkovnih centrov. Čeprav vrednost PUE ostaja pomembna, obstajajo tudi drugi ključni kazalniki uspešnosti (KPI), ki omogočajo celosten pogled.
WUE (učinkovitost porabe vode): Ta ključni podatek se osredotoča na porabo vode za hlajenje, ki je lahko odločilen dejavnik, zlasti v suhih regijah ali regijah, kjer primanjkuje vode. Prevelika poraba vode lahko dolgoročno poveča obratovalne stroške in poslabša ekološko ravnovesje.
CUE (Učinkovitost uporabe ogljika): Vrednost CUE vključuje emisije CO₂ v oceno učinkovitosti. To je še posebej pomembno pri uporabi različnih virov energije. Na primer, če upravljavci uporabljajo električno energijo iz elektrarn na premog, je vrednost CUE nižja kot pri uporabi obnovljivih virov energije, kot sta veter ali sonce.
DCiE (Učinkovitost infrastrukture podatkovnega centra): DCiE je razmerje med močjo IT in celotno energijo. Medtem ko se vrednost PUE povečuje z večjim pretokom energije v infrastrukturo, se vrednost DCiE zmanjšuje z naraščajočimi infrastrukturnimi izgubami. DCiE se uporablja redkeje, vendar zagotavlja dodaten pogled, ki v bistvu temelji na istih podatkih.
Te izboljšave upravljavcem podatkovnih centrov zagotavljajo dodatne referenčne točke za še natančnejšo uskladitev ukrepov s trajnostnimi rešitvami in učinkovitejšimi operativnimi procesi.
Izzivi pri optimizaciji PUE
Kljub vsem prednostim prinaša optimizacija PUE tudi izzive. Stavbne strukture so pogosto zgrajene že več let in jih ni enostavno oblikovati za sodobne koncepte hlajenja. V takih primerih je priporočljiva postopna prenova, pri kateri se najprej izvedejo naložbe na področjih, ki obetajo največji učinek - na primer v hladilne sisteme in optimizacijo pretoka zraka.
Financiranje je lahko še ena ovira: Vsaka organizacija nima dovolj sredstev za pravočasno nabavo nove strojne opreme ali najsodobnejše hladilne tehnologije. Pri tem je vredno opraviti dolgoročno analizo stroškov in koristi. Kajti tudi če nastanejo višji začetni izdatki, se ti lahko v nekaj letih povrnejo z zmanjšanjem stroškov energije.
Bistveno je tudi sodelovanje oddelkov IT. Brez sodelovanja tistih skupin, ki odločajo o uporabi strežnikov, virtualizaciji in izbiri lokacije, predlogov za optimizacijo ni mogoče celovito uvesti v vsakodnevno tehnično delovanje. Celostno vodenje projektov, ki enakovredno upošteva operativno upravljanje, upravljanje IT in tehnologijo stavbe, povečuje možnosti za uspeh.
Nove tehnologije hlajenja in koncepti usmerjanja zraka
V zadnjem času se uporabljajo tehnologije hlajenja, kot so Potopno hlajenje ali hlajenje z obtočnim zrakom z adiabatskim hlajenjem postaja vse pomembnejše. Pri potopnem hlajenju so strežniki potopljeni v poseben hladilni medij, ki še posebej učinkovito odvaja odpadno toploto. Ta pristop lahko drastično zmanjša energijo, potrebno za hlajenje, vendar zahteva dobro premišljen koncept in običajno tudi posebno opremo, ki je primerna za ustrezne gostote moči.
V ospredju je tudi izboljšano usmerjanje zračnega prometa. Z dosledno uporabo hladnih in toplih prehodov se je mogoče izogniti mešanju zraka in bolj ciljno izkoristiti potrebne hladilne zmogljivosti. Nekateri podatkovni centri vključujejo sisteme izmenjevalnikov toplote med strežniki, da bi prihranili še več energije. Pri visokih zunanjih temperaturah pogosto ni alternative običajnim klimatskim sistemom, vendar lahko inteligentno upravljanje - na primer s senzorji in samodejnimi zračnimi loputami - poveča učinkovitost tudi v takšnih razmerah.
Vloga obremenitve IT in virtualizacije
Poleg fizične stavbe in sistemske tehnologije ima pomembno vlogo tudi sama infrastruktura IT. Eden od Učinkovito izkoriščanje zmogljivosti strežnikov z uporabo tehnik virtualizacije zagotavlja, da je dejansko potrebno manj strojne opreme. S tem se zmanjšata absolutna poraba energije za sisteme IT in potreba po hladilnih zmogljivostih. V praksi veliko podjetij uporablja le del virov svojih fizičnih strežnikov. S pomočjo rešitev za virtualizacijo jih je mogoče bolje izkoristiti, kar posredno pozitivno vpliva na vrednost PUE.
Poleg tega je dobro premišljena Izravnava obremenitve porazdelitev opravil med različna vozlišča, da se ublažijo največje obremenitve in zmanjšajo težave s pregrevanjem. Če so obremenitve enakomerneje porazdeljene čez dan, hladilne enote delujejo enakomerneje in učinkoviteje, kar prispeva k ugodnejši vrednosti PUE.
Odpornost in redundanca proti učinkovitosti
Podatkovni centri niso le prostori, kjer se podatki obdelujejo, temveč tudi shranjujejo - pogosto so poslovno pomembni. Zato je redundanca pri oskrbi z električno energijo in hlajenjem osrednja sestavina številnih konceptov. Vendar dodatni sistemi redundance za napajanje (baterije UPS, dizelski generatorji) ali hlajenje (rezervni hladilniki, sekundarno napajanje) povečujejo potrebe po energiji. To ustvarja polje napetosti med Odpornost in . Učinkovitost:
- Koncepti visoke razpoložljivosti (npr. stopnja IV) zahtevajo več ločenih poti, od katerih ima vsaka zadostno zmogljivost.
- Tudi neuporabljeni rezervni sistemi v stanju pripravljenosti porabljajo energijo.
- Redundantni hladilni krogi ali črpalni sistemi povečujejo stroške vzdrževanja in delovanja.
Kljub tem dodatnim stroškom je odpuščanje pogosto nepogrešljivo. Z dobrim načrtovanjem pa je treba z ustrezno arhitekturo in nadzorom zmanjšati izgube učinkovitosti potrebnih vzporednih struktur. Na ta način je mogoče doseči sprejemljivo vrednost PUE tudi v okoljih z visoko razpoložljivostjo.
Nenehne izboljšave in revizije
Poleg vsakodnevnega merjenja in spremljanja je za mnoga podjetja smiselno, da si redno ogledujejo svoje delovanje od zunaj. Revizijerevizije, ki jih na primer opravijo neodvisna inženirska podjetja ali energetski svetovalci, pogosto odkrijejo možnosti za optimizacijo, ki jih notranje ekipe pri svojem vsakodnevnem delu spregledajo. Kulturo stalnih izboljšav je mogoče vzpostaviti z določenim dvo- ali triletnim časovnim presledkom takšnih revizij. Pri tem imajo pomembno vlogo tudi certifikati, kot sta ISO 50001 (upravljanje energije) ali ISO 14001 (upravljanje okolja), saj podpirajo sistematične postopke.
Pomembno je tudi redno usposabljanje osebja, da lahko optimalno uporablja nove tehnologije hlajenja, merilne metode in orodja za spremljanje. To ustvarja cikel ocenjevanja, razvoja ukrepov in spremljanja napredka, ki postopoma znižuje vrednost PUE.
Tehnološki obeti za prihodnost
Računalniška očala in pametni domovi prihodnosti, samovozeči avtomobili in internet stvari ustvarjajo novo poplavo podatkov, ki zahteva visoko zmogljive podatkovne centre. Vendar pa se s povečevanjem povpraševanja po računski moči in prostoru za shranjevanje podatkov povečuje tudi izziv, kako zagotoviti trajnost tega delovanja. Pojavljajo se nekateri trendi:
- Kvantni računalniki: Še vedno so predmet raziskav, vendar bi lahko zaradi njihovih potencialno visokih zahtev po hlajenju na nekaterih področjih uvedli nove standarde.
- Modularni podatkovni centri: Namesto velikih monolitnih sistemov se uporabljajo kompaktni moduli, ki jih je mogoče po potrebi povečati in učinkoviteje hladiti.
- Strojno učenje in umetna inteligenca: Ne le da optimizirajo zunanje aplikacije, temveč lahko tudi samostojno prilagajajo krmiljenje stavbne tehnologije, kot je regulacija hlajenja in pretoka zraka.
To omogoča zgodnje prepoznavanje in odpravljanje neučinkovitih pogojev brez človeškega posredovanja. Širjenje Računalništvo na robu To pomeni, da so obremenitve bolj decentralizirane in da je glavni podatkovni center delno razbremenjen. Vendar je to, ali se s tem res zmanjša skupna poraba energije, odvisno od številnih dejavnikov, med drugim tudi od omrežne infrastrukture.
Zaključni pregled
Vrednost PUE omogoča neposredno oceno učinkovitosti podatkovnega centra, vpliva na strukturo stroškov in je vse bolj v središču pozornosti vlagateljev, strank in zakonodajalcev. Na vrednost lahko bistveno vplivam s ciljno usmerjenimi ukrepi, kot so tehnologije hlajenja, optimizacije IT in pametne arhitekturne rešitve. Še vedno sta pomembna redno spremljanje in pripravljenost za vlaganje v dolgoročne prihranke. Če pazite na vrednost PUE, zagotavljate zmogljivost svojega podatkovnega centra in hkrati dolgoročno zmanjšate vpliv na okolje.
