PUE i efektywność energetyczna obiektu
Prześledź każdy kilowat od licznika na przyłączu do użytecznych obliczeń i zobacz, co ten wskaźnik może – a czego nie może – powiedzieć operatorowi.
Efekty nauki
- Oblicz PUE z energii całego obiektu i energii IT
- Wyznacz właściwą granicę i okres pomiaru
- Oddziel efektywność infrastruktury od produktywności IT
EFEKTYWNOŚĆ WYKORZYSTANIA ENERGII (PUE)
PUE = TOTAL DATA CENTER ENERGY ÷ IT EQUIPMENT ENERGY
Formalne PUE wymaga spójnej granicy pomiaru energii i stałego okresu raportowania. Laboratorium Akademii przelicza zadeklarowane założenia na wartości roczne; nie twierdzi, że to zmierzone wyniki.
Mianownik to obciążenie użyteczne
Moc urządzeń IT to energia elektryczna pobierana przez serwery, pamięci masowe i urządzenia sieciowe, które wykonują cyfrową pracę obiektu. Całkowita moc obiektu dodaje do tego wszystko, co jest potrzebne, żeby tę pracę podtrzymać: chłodzenie, pompy, wentylatory, straty w UPS-ach i w rozdziale energii, oświetlenie i pozostałe odbiory budynku.
Jeśli obiekt pobiera łącznie 1500 kW, a do urządzeń IT dociera 1000 kW, jego PUE wynosi 1,50. Dodatkowe 500 kW to narzut infrastruktury. Zejście z 1,50 do 1,30 przy tym samym obciążeniu IT usuwa 200 kW narzutu.
Liczą się granica i czas
Użyteczne PUE porównuje to samo z tym samym. Mierz pobór całkowity i pobór IT w tym samym przedziale czasu i za każdym razem przyjmuj tę samą granicę obiektu. Formalne raportowanie opiera się na energii w zdefiniowanym okresie, tak żeby uwzględnić pogodę, godziny pracy ekonomizera i zapotrzebowanie IT.
Chwilowy stosunek mocy obiektu do mocy IT wciąż bywa przydatnym wskaźnikiem zastępczym w eksploatacji, ale to inne twierdzenie niż zmierzone roczne PUE. Opisz go jako wskaźnik zastępczy, śledź jego trend i badaj zmiany, zamiast robić ranking z jednego odczytu.
Czego PUE nie widzi
PUE mówi, ile energii pomocniczej otacza obciążenie IT. Nie mówi, czy serwery wykonują użyteczną pracę, czy zużycie wody i emisje wypadają dobrze ani czy obiekt jest niezawodny. Serwer bez żadnej pracy, który pobiera prąd, może poprawić wskaźnik, a przy tym marnuje energię.
Czytaj PUE obok wykorzystania zasobów, pracy obliczeniowej na wat, WUE, CUE, dostępności i jakości usług. Celem operatora nie jest najniższy wskaźnik w oderwaniu od reszty, tylko użyteczne, niezawodne przetwarzanie przy kontrolowanym zużyciu zasobów.
Przykład obliczeniowy od początku do końca
Weźmy salę, która na granicy obiektu pobiera 1500 kW, z czego 1000 kW trafia do urządzeń IT. PUE wynosi 1500 ÷ 1000 = 1,50, a różnica 500 kW to narzut infrastruktury. Utrzymane przez rok daje to łącznie 13 140 MWh, w tym 8760 MWh energii IT, a 4380 MWh idzie na chłodzenie, straty przetwarzania, oświetlenie i całą resztę tego, co budynek robi, żeby obliczenia mogły trwać.
Teraz obniż wskaźnik do 1,30 przy tym samym obciążeniu IT. Całkowita energia roczna spada do 11 388 MWh – o około 1752 MWh mniej, i o to w całym ćwiczeniu chodzi. Sam wskaźnik zmienił się o 0,20, a ta liczba w oderwaniu od reszty niewiele znaczy; megawatogodziny rozumie zarówno dział finansów, jak i raport emisyjny. Podawaj energię w wartościach bezwzględnych obok wskaźnika, a rozmowa od razu stanie się konkretniejsza.
Wskaźniki, które stoją obok
PUE ma rodzeństwo – każdy z tych wskaźników odpowiada na pytanie, na które PUE odpowiedzieć nie może. Efektywność wykorzystania wody (WUE) odnosi zużycie wody do energii IT, co ma ogromne znaczenie dla obiektu z chłodzeniem wyparnym w regionie z niedoborem wody. Efektywność emisyjna (CUE) odnosi emisje do energii IT i zależy od sieci, z której obiekt pobiera energię, w tym samym stopniu co od projektu obiektu. Efektywność ponownego wykorzystania energii (ERE) uwzględnia energię oddaną do wykorzystania gdzie indziej, np. ciepło dostarczane do miejskiej sieci ciepłowniczej.
Żaden z nich nie zastępuje pozostałych, a zsumowanie ich nie daje jednej oceny. To osobne wymiary z osobnymi jednostkami i obiekt może poprawić jeden, jednocześnie pogarszając inny – ekonomizer po stronie wodnej, który poprawia bilans energii, może zwiększyć pobór wody. Uczciwy raport trzyma je osobno i dla każdego podaje granicę i okres.
Jak to wygląda w Data Center Fan
Gra wyświetla chwilowy, umowny stosunek mocy obiektu do mocy IT jako informację zwrotną. To abstrakcja rozgrywki – nie zmierzone roczne PUE. Lepsze symulowane chłodzenie, przepływ powietrza i sprawność toru zasilania zmniejszają jego narzut; przy zerowym aktywnym obciążeniu IT wyświetla się „—”.
Częste nieporozumienie
„Niskie PUE dowodzi, że centrum danych jest zrównoważone”. PUE mierzy narzut energii pomocniczej. Nie mierzy emisyjności źródła energii, zużycia wody, wykorzystania serwerów ani użytecznej pracy.
Test wiedzy
Sala pobiera 840 kW na granicy obiektu, a urządzenia IT zużywają 600 kW. Ile wynosi PUE?
- 1.40
- 0.71
- 1.24
840 ÷ 600 = 1,40. Różnica 240 kW to narzut obiektu w obrębie przyjętej granicy.
Najczęściej zadawane pytania
Jakie PUE jest dobre?
Nie ma uniwersalnej liczby. Wskaźnik można porównać tylko z innym, zmierzonym w tym samym okresie, przy tej samej granicy obiektu, w podobnym klimacie i przy podobnym współczynniku obciążenia. Obiekt podający wartość roczną i obiekt cytujący chwilowy odczyt z łagodnego dnia nie opisują tego samego. Zanim porównasz swój wynik z cudzym, śledź, jak zmienia się względem samego siebie.
Jak obliczyć PUE?
Podziel całkowitą energię centrum danych przez energię urządzeń IT z tego samego okresu raportowania, przy spójnie zdefiniowanej granicy obiektu. Formalne raportowanie opiera się na energii z całego okresu, a nie na chwilowym odczycie mocy, dzięki czemu uwzględnia pogodę, godziny pracy ekonomizera i zapotrzebowanie IT.
Czy PUE może być mniejsze niż 1?
Nie. Energia IT jest częścią całkowitej energii obiektu, więc wskaźnik nie może spaść poniżej jedności. Obiekt, który oddaje ciepło odpadowe do wykorzystania gdzie indziej, raportuje to osobno – przez efektywność ponownego wykorzystania energii (ERE) – a nie przez spychanie PUE poniżej jedności.
Dlaczego PUE zmienia się w ciągu roku?
Bo praca, którą musi wykonać system chłodzenia, zmienia się razem z warunkami na zewnątrz. Chłodniejsza pogoda pozwala na pracę ekonomizera i mniejszą pracę sprężarek, co obniża narzut; ciepła i wilgotna działa odwrotnie. Właśnie dlatego wartość z jednego dnia to słabe twierdzenie, a wartość roczna – znacznie mocniejsze.
Czy niskie PUE oznacza niskie emisje?
Samo w sobie – nie. PUE mierzy, ile energii pomocniczej otacza obciążenie IT; nie mówi nic o emisyjności sieci, która je zasila, o zużytej wodzie ani o tym, czy serwery wykonują użyteczną pracę. Bezczynny serwer niczego nie poprawia, a zużywa energię – i może nawet sprawić, że wskaźnik wygląda lepiej.
Czym różni się PUE od DCiE?
Wyrażają tę samą zależność w przeciwnych kierunkach. Efektywność infrastruktury centrum danych (DCiE) to energia IT podzielona przez energię całkowitą, podawana w procentach – czyli odwrotność PUE. PUE równe 1,50 odpowiada DCiE około 67%. Częściej raportuje się PUE.