Effektiv energianvändning

Power usage effectiveness ( PUE ) är ett förhållande som beskriver hur effektivt ett datordatacenter använder energi; specifikt hur mycket energi som används av datorutrustningen (i motsats till kylning och annan overhead som stöder utrustningen).

PUE är förhållandet mellan den totala mängden energi som används av en datacenteranläggning och den energi som levereras till datorutrustning. PUE är motsatsen till effektivitet i datacenterinfrastrukturen .

PUE utvecklades ursprungligen av ett konsortium som heter The Green Grid . PUE publicerades 2016 som en global standard enligt ISO/IEC 30134-2:2016

En idealisk PUE är 1.0. Allt som inte anses vara en datorenhet i ett datacenter (t.ex. belysning, kyla, etc.) faller inom kategorin anläggningens energiförbrukning.

\mathrm {PUE} ={{\mbox{Total Facility Energy}} \over {\mbox{IT Equipment Energy}} }=1+{{\mbox{Non IT Facility Energy}} \over {\mbox{IT-utrustning Energi}}}

Problem och problem med energianvändningens effektivitet

PUE-måttet är den mest populära metoden för att beräkna energieffektivitet. Även om det är det mest effektiva i jämförelse med andra mätvärden, kommer PUE med sin del av brister. Detta är det mest använda måttet för operatörer, anläggningstekniker och byggnadsarkitekter för att avgöra hur energieffektiva deras datacenterbyggnader är. Vissa proffs skryter till och med om att deras PUE är lägre än andra. Naturligtvis är det inte en överraskning att en operatör i vissa fall "av misstag" inte räknar energin som används för belysning, vilket resulterar i lägre PUE. Detta problem är mer kopplat till ett mänskligt misstag, snarare än ett problem med själva PUE-metriska systemet.

Ett verkligt problem är att PUE inte tar hänsyn till klimatet i städerna där datacentren är byggda. I synnerhet tar det inte hänsyn till olika normala temperaturer utanför datacentret. Till exempel kan ett datacenter i Alaska inte effektivt jämföras med ett datacenter i Miami. Ett kallare klimat resulterar i ett mindre behov av ett massivt kylsystem. Kylsystem står för ungefär 30 procent av den förbrukade energin i en anläggning, medan datacenterutrustningen står för nästan 50 procent. På grund av detta kan Miamis datacenter ha en slutlig PUE på 1,8 och datacentret i Alaska kan ha ett förhållande på 1,7, men Miamis datacenter kan fungera mer effektivt. I synnerhet om det råkade vara i Alaska kan det få ett bättre resultat.

Dessutom, enligt en fallstudie på Science Direct , "är en uppskattad PUE praktiskt taget meningslös om inte IT arbetar med full kapacitet".

Sammantaget är det mycket viktigt att hitta enkla men återkommande problem som problem som är förknippade med effekten av varierande temperaturer i städer och att lära sig hur man korrekt beräknar hela anläggningens energiförbrukning. Genom att fortsätta minska dessa problem säkerställs att ytterligare framsteg och högre standarder alltid drivs på för att förbättra framgången för PUE för framtida datacenteranläggningar.

För att få exakta resultat från en effektivitetsberäkning måste all data som är kopplad till datacentret inkluderas. Även ett litet misstag kan orsaka många skillnader i PUE-resultat. Ett praktiskt problem som ofta uppmärksammas i typiska datacenter inkluderar att lägga till energitillskottet från alla alternativa energigenereringssystem (såsom vindkraftverk och solpaneler) som löper parallellt med datacentret till PUE, vilket leder till en förvirring av den verkliga data centerprestanda. Ett annat problem är att vissa enheter som förbrukar ström och är förknippade med ett datacenter faktiskt kan dela energi eller användning på annat håll, vilket orsakar ett stort fel på PUE.

Fördelar och begränsningar

PUE introducerades 2006 och främjades av The Green Grid (en ideell organisation av IT-proffs) 2007, och har blivit det mest använda måttet för att rapportera energieffektiviteten i datacenter. Även om det heter "effektivitet för energianvändning", mäter det faktiskt energianvändningen i datacentret.

PUE-måttet har flera viktiga fördelar. För det första kan beräkningen upprepas över tid, vilket gör att ett företag kan se sina effektivitetsförändringar historiskt, eller under tidsbegränsade händelser som säsongsmässiga förändringar. För det andra kan företag bedöma hur effektivare metoder (som att stänga av inaktiv hårdvara) påverkar deras totala användning. Slutligen skapar PUE-måttet konkurrens, "ökar effektiviteten när annonserade PUE-värden blir lägre". Företag kan sedan använda PUE som ett marknadsföringsverktyg.

Det finns dock några problem med PUE-måttet. Snarare än de problem som nämns i sista stycket, är några andra frågor effektiviteten hos strömförsörjningsnätverket och beräkning av den exakta IT-belastningen. Enligt Gemmas känslighetsanalys är "Total energiförbrukning lika med den totala mängden energi som används av utrustningen och infrastrukturen i anläggningen (WT) plus energiförlusterna på grund av ineffektivitet i kraftleveransnätverket (WL), därför: PUE=(WT+WL)/WIT." Baserat på ekvationen kommer ineffektiviteten i kraftleveransnätverket (WL) att öka den totala energiförbrukningen för datacentret. PUE-värdet går upp i takt med att datacentret blir mindre effektivt. IT-belastning är en annan viktig fråga för PUE-måttet. "Det är avgörande att en exakt IT-belastning används för PUE och att den inte baseras på utrustningens märkeffekt. Noggrannhet i IT-belastningen är en av de viktigaste faktorerna som påverkar mätningen av PUE-måttet, som utnyttjandet av servrarna har en viktig effekt på IT-energiförbrukningen och därmed det totala PUE-värdet". Till exempel kan ett datacenter med högt PUE-värde och högt serverutnyttjande vara mer effektivt än ett datacenter med lågt PUE-värde och lågt serverutnyttjande. Det finns också en viss oro inom branschen för PUE som ett marknadsföringsverktyg som leder till att vissa använder termen "PUE Abuse".

Särskilt effektiva företag

I oktober 2008 noterades Googles datacenter att ha ett förhållande på 1,21 PUE för alla sina 6 centra, vilket vid den tiden ansågs vara så nära perfekt som möjligt. Strax bakom Google fanns Microsoft, som hade ett annat anmärkningsvärt PUE-förhållande på 1,22.

Sedan 2015 har Switch , utvecklaren av SUPERNAP-datacenter, haft en tredjepartsreviderad samlokaliserings-PUE på 1,18 för sin SUPERNAP 7 Las Vegas, Nevada-anläggning, med en genomsnittlig kall gångtemperatur på 20,6 °C (69,1 °F) och genomsnittlig luftfuktighet på 40,3 %. Detta tillskrivs Switchs patenterade varmgångsinneslutning och HVAC-teknik.

I slutet av andra kvartalet 2015 hade Facebooks Prineville-datacenter en energianvändningseffektivitet (PUE) på 1,078 och dess Forest City-datacenter hade en PUE på 1,082.

I oktober 2015 hade Allied Control ett PUE-förhållande på 1,02 genom användning av tvåfas nedsänkningskylning med 3M Novec 7100-vätska.

I januari 2016 tillägnades Green IT Cube i Darmstadt en 1,07 PUE. Den använder kallvattenkylning genom rackdörrarna.

I februari 2017 tillkännagav Supermicro distribution av sina disaggregerade MicroBlade-system. Ett namnlöst Fortune 100- företag har distribuerat över 30 000 Supermicro MicroBlade-servrar i sitt Silicon Valley-datacenter med en (PUE) på 1,06.

Genom egenutvecklade innovationer inom vätskekylningssystem har franska värdföretaget OVH lyckats uppnå ett PUE-förhållande på 1,09 i sina datacenter i Europa och Nordamerika.

Standarder

PUE publicerades 2016 som en global standard under ISO/IEC 30134-2:2016 samt en europeisk standard enligt EN 50600-4-2:2016 .

Se även