Kalkulator PUE
PUE to jedno dzielenie. Cała praca polega na tym, żeby rozstrzygnąć, co trafia do licznika, a co do mianownika.
PUE (power usage effectiveness) to całkowita energia obiektu podzielona przez energię IT. Wpisz poniżej średnioroczną moc każdego systemu pomocniczego, a dostaniesz wskaźnik i bezwzględną energię, którą te systemy zużywają – to właśnie ta liczba pojawia się na rachunku za prąd.
Wskaźnik podaje się wszędzie, a rozumie prawie nigdzie, bo PUE ma sens tylko obok granicy, na której go zmierzono. Obiekt, który pomija budynek biurowy albo mierzy w najzimniejszym tygodniu roku, może opublikować wynik, którego nie utrzymałby nawet przez godzinę.
Przykład obliczeniowy – hala 250 kW
Jedna hala z chłodzeniem wodą lodową, UPS-em z podwójnym przetwarzaniem i bez zaliczonego free coolingu.
- Obciążenie IT – 250 kW. Średnioroczna moc pobierana przez serwery, pamięci masowe i sprzęt sieciowy, mierzona na granicy IT.
- Chłodzenie i oddawanie ciepła – 95 kW. Agregaty wody lodowej, pompy, wentylatory CRAC i CRAH, chłodnice wentylatorowe (dry coolery) i skraplacze.
- Straty przetwarzania energii – 22 kW. Straty podwójnego przetwarzania w UPS, straty w transformatorach i straty rozdziału energii przed szafą.
- Oświetlenie i inne instalacje pomocnicze – 8 kW. Oświetlenie, systemy przeciwpożarowe, zabezpieczenia, BMS i wszystko inne w zadeklarowanej granicy.
- Cena energii elektrycznej – 0,14 USD/kWh. Uśredniona stawka za dostarczoną energię, z opłatą dystrybucyjną i pozostałymi opłatami.
PUE: 1,500 – 66,7% DCiE – udział energii obiektu, który trafia do urządzeń IT
| Całkowita moc obiektu | 375,0 kW |
|---|---|
| Moc instalacji pomocniczych 33,3% mocy obiektu | 125,0 kW |
| Energia IT rocznie | 2190 MWh |
| Energia obiektu rocznie | 3285 MWh |
| Energia narzutu rocznie Wszystko, co budynek zużywa, żeby utrzymać pracę obciążenia IT | 1095 MWh |
| Roczny koszt energii elektrycznej | 459 900 USD |
| Koszt samego narzutu | 153 300 USD |
Wzór
PUE = całkowita energia obiektu ÷ energia urządzeń IT
DCiE to odwrotność PUE wyrażona w procentach. Oba wskaźniki są stosunkiem energii w danym okresie, a nie mocy w danej chwili – chwilowe PUE odczytane o 3:00 w lutym nie jest PUE obiektu.
Co zwykle oznacza dany wynik
Wyłącznie orientacyjne przedziały. Opublikowanej wartości bez granicy pomiaru, okresu pomiarowego i opisu oprzyrządowania nie da się porównać z żadnym z nich.
| PUE | DCiE | Typowy obiekt |
|---|---|---|
| 1.05 – 1.20 | 83 – 95% | Obiekt hiperskalowy budowany od podstaw, z rozbudowanym free coolingiem, w sprzyjającym klimacie |
| 1.20 – 1.40 | 71 – 83% | Nowoczesna kolokacja z zabudową korytarzy, wentylatorami EC i podwyższoną temperaturą nawiewu |
| 1.40 – 1.80 | 56 – 71% | Dobrze prowadzona serwerownia firmowa, chłodzenie mechaniczne przez większość roku |
| 1.80 – 2.50 | 40 – 56% | Stara otwarta sala, słaba higiena przepływu powietrza albo mocno niedociążony obiekt |
| Powyżej 2,50 | Poniżej 40% | Instalacje pomocnicze zwymiarowane pod obciążenie, którego sala jeszcze nie ma |
Co zalicza się do IT, a co do narzutu
Mianownik to energia dostarczona do urządzeń IT. W praktyce mierzy się ją na wyjściu UPS, na wyjściu PDU albo na szafie – i każdy z tych wyborów zmienia wynik, bo każdy metr rozdziału między tymi punktami ma straty, które zależnie od miejsca pomiaru przechodzą z licznika do mianownika. Pomiar na szafie daje najuczciwszą odpowiedź i najgorzej wyglądający wskaźnik.
Licznik to wszystko w zadeklarowanej granicy: chłodzenie i oddawanie ciepła, straty przetwarzania i rozdziału, oświetlenie, systemy przeciwpożarowe i zabezpieczeń oraz sam BMS. Budynki, które dzielą instalacje z biurami, laboratoriami czy salą transakcyjną, muszą je rozliczyć proporcjonalnie – a sposób podziału to kwestia oceny, nie pomiaru.
Dlaczego obok wskaźnika trzeba podawać energię bezwzględną
PUE to stosunek, więc da się go poprawić, powiększając mianownik. Dołożenie obciążenia IT do obiektu, którego instalacje pomocnicze i tak pracują, poprawia wskaźnik bez zaoszczędzenia choćby jednej kilowatogodziny, a wyłączenie bezczynnego serwera go pogarsza. To najczęstszy sposób błędnego odczytywania tej metryki.
Właśnie dlatego kalkulator obok wskaźnika podaje roczne MWh obiektu i koszt narzutu. Jeśli zmiana poprawia PUE, a całkowite zużycie energii rośnie, to obiekt się pogorszył, a poprawiła się tylko metryka.
Czego ten kalkulator ci nie powie
- Emisje. Dwa obiekty o identycznym PUE mogą różnić się emisjami o rząd wielkości, zależnie od miksu energetycznego sieci i sposobu zakupu energii – to mierzy CUE, osobna metryka.
- Woda. Chłodzenie wyparne zamienia energię elektryczną na wodę i poprawia PUE, zużywając zasób, którego wskaźnik nie widzi – to mierzy WUE.
- Użyteczna praca. Obiekt pełen bezczynnych serwerów może bez końca utrzymywać doskonałe PUE.
- Praca przy częściowym obciążeniu. Instalacje pomocnicze rzadko zachowują się liniowo, więc wskaźnik zmierzony przy 40% zajętości nie utrzyma się przy 90%.
- Sezonowość. Wartość roczna i wartość ze stycznia to różne pomiary różnych rzeczy.
Najczęściej zadawane pytania
Jakie PUE jest dobre dla centrum danych?
Bez granicy pomiaru i klimatu nie ma jednej odpowiedzi. Dobrze prowadzona serwerownia firmowa w klimacie umiarkowanym zwykle osiąga 1,4–1,8, nowoczesna kolokacja z zabudową korytarzy 1,2–1,4, a obiekty hiperskalowe budowane od podstaw, z rozbudowanym free coolingiem, raportują 1,1 i mniej. Porównanie twojego wyniku z opublikowanym ma sens tylko wtedy, gdy oba zmierzono na tej samej granicy i w tym samym okresie.
Jak obliczyć PUE?
Podziel całkowitą energię obiektu przez energię urządzeń IT z tego samego okresu. Jeśli obiekt pobiera średnio 375 kW, a urządzenia IT 250 kW, PUE wynosi 375 podzielone przez 250, czyli 1,50. Licz energię z pełnego roku, a nie moc w jednej chwili, bo pobór instalacji pomocniczych zmienia się z pogodą i obciążeniem.
Czy PUE może być mniejsze niż 1,0?
Nie według definicji. Wartość poniżej 1,0 oznacza, że obiektowi przypisano energię, której granica nie obejmuje – najczęściej ciepło odpadowe oddawane do sieci ciepłowniczej albo błędnie policzoną generację na miejscu. W takim przypadku operatorzy podają osobny wskaźnik, ERE (energy reuse effectiveness), zamiast sprowadzać PUE poniżej jedności.
Czym różni się PUE od DCiE?
Niosą tę samą informację. DCiE (data center infrastructure efficiency, czyli efektywność infrastruktury centrum danych) to odwrotność PUE wyrażona w procentach: PUE 1,5 to DCiE 67%, czyli do urządzeń IT trafiają dwie trzecie energii wchodzącej do budynku. Z tych dwóch wskaźników częściej używa się PUE.
Czy dokładanie serwerów poprawia PUE?
Zwykle tak – i to słabość metryki, a nie rzeczywisty wzrost efektywności. Pobór instalacji pomocniczych ma dużą składową stałą, więc rozłożenie jej na większe obciążenie IT obniża wskaźnik nawet wtedy, gdy całkowite zużycie rośnie. Zawsze czytaj wskaźnik razem z bezwzględną energią obiektu.
PUE mierzyć na UPS-ie czy na szafie?
Pomiar na szafie jest najuczciwszy, bo straty w rozdziale między UPS-em a szafą to faktyczny narzut. Pomiar na wyjściu UPS przenosi te straty na stronę IT i upiększa wynik. Cokolwiek wybierzesz, napisz to obok liczby.
Gdzie kończy się to obliczenie
To arytmetyczny model jednej zadeklarowanej granicy, a nie strategia opomiarowania. Rzeczywisty pomiar wymaga oprzyrządowania w określonych punktach, uzgodnionego okresu uśredniania i udokumentowanego sposobu rozliczania wspólnych instalacji.
Nic tutaj nie jest wynikiem z zakresu zrównoważonego rozwoju. PUE mówi, ile energii budynek zużywa na obsługę IT. Nie mówi nic o tym, skąd ta energia pochodzi, ile zużyto wody ani czy obciążenie IT robiło cokolwiek, co warto było robić.