Коэффициент эффективности использования энергии (Power Usage Effectiveness PUE) является общепринятой метрикой энергоэффективности физической инфраструктуры ЦОД, которая поддерживает IT-оборудования внутри машзалов любого дата-центра. Рассчитывается эта метрика как отношение совокупного количества электроэнергии, используемой ЦОД, к количеству электроэнергии, потребляемой только IT-системами. Анализ коэффициента PUE помогает операторам дата-центра оценивать, насколько эффективно они управляют своими ЦОД с точки зрения потребления электроэнергии. Кроме того, с помощью данной метрики можно сравнивать дата-центры между собой.
Есть много причин регулярно рассчитывать PUE каждого подконтрольного дата-центра. Но в долгосрочной перспективе на первый план выходит простая экономия: чем лучше вы управляете своей инфраструктурой с точки зрения энергоэффективности, тем больше вы экономите на затратах на электроэнергию.
Как измерять и оценивать коэффициент PUE?
Существует несколько подходов к измерению PUE и составлению отчетности по данной метрике. Можно выполнить оценку на основе модели, делая предположения о мощности инфраструктуры, IT-нагрузке, а также о характеристиках систем электропитания и охлаждения. Можно выполнить измерение “в определенный момент времени” для расчета одного значения PUE. Можно проводить непрерывные измерения, чтобы увидеть, как PUE изменяется со временем – под влиянием таких факторов как погодные условия, изменение IT-нагрузки и производительность охлаждающего оборудования.
При необходимости наиболее точного расчета самым эффективным является последний метод. Пусть он и может быть более дорогостоящим, чем остальные. Для его применения требуются тщательное предварительное планирование и подготовка, установка счетчиков и датчиков по всему дата-центру (если нет встроенных счетчиков и сенсоров) и развертывание программного обеспечения для управления инфраструктурой ЦОД (DCIM) c целью агрегирования генерируемых счетчиками и датчиками данных для последующего анализа и регулярного представления отчетности по метрике PUE.
Основным получателем электроэнергии внутри дата-центра, помимо непосредственно IT-инфраструктуры ЦОД, является инфраструктура охлаждения, необходимая для поддержания желаемых рабочих температур. Из этого следует, что минимизация электроэнергии, затрачиваемой на охлаждение, является главным приоритетом при любой попытке улучшения PUE.
Уровни точности
Для точного расчета PUE важно проводить измерения электрических и тепловых характеристик по всему ЦОД. Разработавший эту метрику консорциум The Green Grid определяет четыре уровня выработки отчетности по метрике PUE, которые различаются с точки зрения точности, стоимости и сложности измерений.
Уровни с 1 по 3 относятся к непрерывному мониторингу, при этом 1-ый является самым базовым, требующим измерения только на уровне ИБП с целью определения энергопотребления IT-оборудования и энергопотребления на входе в главную цепь для оценки общего количества расходуемого ЦОД электричества. Минимальная требуемая частота для измерений – один месяц.
Уровень 2 является промежуточным, требуя как минимум ежедневных измерений. В данном случае измерение того, сколько электроэнергии потребляет IT-оборудование, должны производиться на выходе блоков распределения электропитания (PDU) или удаленных панелей электропитания (RPP).
В обоих случаях собирать данные можно с относительно малыми затратами. Ведь системы ИБП, блоки PDU и RPP обычно комплектуются встроенными электросчетчиками, которые могут выполнять необходимые измерения. И, следовательно, никакое дополнительное измерительное оборудование не требуется.
Более высокая точность, обеспечиваемая методологией 2-го уровня, необходима, если от ИБП запитываются не только IT-нагрузки. Если ИБП запитает только IT-системы, то показаний встроенного в него счетчика может быть достаточно для приблизительной оценки PUE. Если же от ИБП также запитываются такие устройства как воздухозаборники, эта методология теряет актуальность, поскольку ее использование приведет к неточному расчету PUE. Поэтому необходима методология 2-го уровня.
В случае самой продвинутой методологии 3-го уровня интервалы измерений сокращаются до 15 минут, а измерение энергопотребления проводится с еще большей точностью. Для измерения потребления электроэнергии IT-оборудованием PDU-блоки со счетчиками помещаются в каждую стойку, а их показания – суммируются.
Детализированные измерения
Кроме того, для расчета энергопотребления инфраструктуры могут потребоваться более детализированные измерения – особенно если дата-центр является частью объекта коммерческой недвижимости смешанного типа (например, если ЦОД находится в одном здании с офисом).
Это связано с тем, что простое измерение энергопотребления на входе в сеть является недостаточным, и в отдельных контурах с оборудованием, таким как чиллеры и воздухообрабатывающие устройства, может потребоваться установка дополнительных счетчиков, чтобы определить, какой процент тепловой нагрузки, поддерживаемой этими системами, относится к дата-центру.
Другой немаловажный момент касается того, что дата-центры меняются с течением времени – как с точки зрения IT-нагрузки, так и с точки зрения электрической инфраструктуры, которая ее поддерживает. Поэтому для точного расчета PUE необходима актуальная документация по силовым цепям в ЦОД. Изучение этих цепей и вносимых в них изменений является ключевым фактором при необходимости получения точных данных.
