電源使用效率 (PUE)是數(shù)據(jù)中心使用的總功率與提供給 IT 設(shè)備的功率之比。PUE 指標由 The Green Grid 開發(fā)，用于衡量數(shù)據(jù)中心的整體能源效率，自 2007 年推出以來一直是最受歡迎的數(shù)據(jù)中心 KPI 之一。
用公式表示，PUE比是這樣計算的：PUE = 總設(shè)施能源/IT 設(shè)備能源
隨著對提高數(shù)據(jù)中心可持續(xù)性的重新關(guān)注，許多數(shù)據(jù)中心專業(yè)人員必須測量和提高他們的能源效率以滿足企業(yè)的可持續(xù)性計劃。這通常會引出這樣一個問題：“最佳 PUE 比率是多少？”
最佳 PUE 比率為 1.0。PUE 為 1.0 表示一個非常高效的數(shù)據(jù)中心，其中 100% 的設(shè)施電力被提供給 IT 設(shè)備。這意味著沒有電力用于設(shè)施中的任何其他目的，例如冷卻、照明或支持設(shè)備的任何其他開銷。
PUE 比率可能達到 1.0 嗎？
數(shù)據(jù)中心行業(yè)是世界上可持續(xù)發(fā)展和綠色技術(shù)的最大先驅(qū)之一，該領(lǐng)域的領(lǐng)導者正在數(shù)據(jù)中心能源效率方面做出令人難以置信的創(chuàng)新。雖然 1.0 的 PUE 比率是理論上的最佳情況，但世界各地的綠色數(shù)據(jù)中心已經(jīng)能夠朝著這一目標取得進展。
以下是一些最高效的數(shù)據(jù)中心：
- LinkedIn 的 Hilltop, OR 數(shù)據(jù)中心的 PUE 為 1.06，這是通過使用與外部空氣傳感器通信的水邊節(jié)能裝置來利用自然涼爽的氣候進行自然冷卻
- 微軟的 Project Natick 是一個實驗性水下數(shù)據(jù)中心，通過使用海水冷卻設(shè)備實現(xiàn)了 1.07 的 PUE
- Facebook 的全球數(shù)據(jù)中心合并后的 PUE 為 1.11
- 由于空對空傳熱技術(shù)的進步，美國聯(lián)合航空公司芝加哥數(shù)據(jù)中心的 PUE 為 1.09
- BitFury 位于格魯吉亞第比利斯的數(shù)據(jù)中心采用兩相浸入式冷卻，PUE 為 1.02
- NREL 的 Golden, CO 站點的 PUE 為 1.04，方法是使用帶變速風扇和節(jié)能電源的刀片服務(wù)器，虛擬化 70% 的環(huán)境，并使用低能耗冷卻技術(shù)
- Verne Global 位于冰島凱夫拉維克的數(shù)據(jù)中心通過利用自然空氣冷卻、地熱蒸汽和冰河水力發(fā)電實現(xiàn)了 1.06 的 PUE
- 位于挪威馬洛伊的 Lefdal 礦山數(shù)據(jù)中心通過使用附近的峽灣進行冷卻和發(fā)電，獲得了 1.15 的 PUE
- Green House Data 位于懷俄明州夏延的數(shù)據(jù)中心的 PUE 為 1.14，因為他們使用涼爽干燥的空氣進行自然冷卻
我的 PUE 比率應(yīng)該是多少？
根據(jù) Uptime Institute 的數(shù)據(jù)，截至 2020 年，數(shù)據(jù)中心的平均 PUE 為 1.58。這比 2007 年的平均值 2.5 有了很大改善。采用最先進技術(shù)構(gòu)建并部署現(xiàn)代設(shè)備的新數(shù)據(jù)中心的目標 PUE 比率應(yīng)在 1.2 左右但不高于 1.4。現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的占地面積應(yīng)爭取 1.5 或更低的 PUE。
如何計算我的 PUE 比率？
有兩種方法可以計算 PUE 比率：困難的方法和簡單的方法。困難的方法包括手動計算總設(shè)施能源和 IT 設(shè)備能源的值，然后將它們相除。可以通過公用事業(yè)儀表讀數(shù)確定總設(shè)施能量。安裝“影子表”可以讓您記錄每天的測量值，而不是每月等待賬單。
IT 設(shè)備能源可以通過匯總為機架供電的配電設(shè)備（即落地式 PDU、UPS、智能機架 PDU）的功率讀數(shù)來計算。將設(shè)施總能耗除以 IT 設(shè)備能耗，即可得到 PUE 比率。
簡單的方法是部署數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理 (DCIM) 軟件。該軟件將自動從建筑饋送、IT 負載和非 IT 負載中收集數(shù)據(jù)，實時計算您所有站點的 PUE 比率，并將該信息整合到可操作的圖表和報告中。借助 DCIM 軟件，您可以專注于能效計劃和更高效的工作，而不是耗時、手動且可能不準確的 PUE 數(shù)學計算。
如何提高我的 PUE 比率？
一旦您知道如何衡量您的 PUE 比率以及您的目標 PUE 是什么，就可以開始能效計劃，這將幫助您實現(xiàn)您的目標并滿足企業(yè)可持續(xù)發(fā)展計劃。幸運的是，通過遵循最佳實踐并部署完整的數(shù)據(jù)中心管理解決方案，您可以顯著提高效率并降低 PUE 比率。
提高 PUE 比率的最佳實踐包括：
- 計量和監(jiān)控您的電源和環(huán)境。智能機架 PDU等計量電源基礎(chǔ)設(shè)施可提供有關(guān)您的電源使用情況的數(shù)據(jù)，而環(huán)境傳感器（即溫度和濕度）可讓您了解您的設(shè)備是否在推薦范圍內(nèi)運行。通過部署這些儀表和傳感器并利用 DCIM 軟件自動收集、存儲、報告數(shù)據(jù)并發(fā)出警報，您可以第一個知道潛在問題，以便您可以修復它們并保持高水平的效率。
- 提高溫度設(shè)定值。現(xiàn)代 IT 設(shè)備設(shè)計為可承受高溫，但許多數(shù)據(jù)中心專業(yè)人士為了安全起見并過冷他們的設(shè)備。由于冷卻可占數(shù)據(jù)中心能耗的 50%，因此這種做法既浪費能源又浪費資金。根據(jù)ASHRAE 準則在所有機柜中安裝溫度傳感器，并使用 DCIM 軟件對其進行監(jiān)控。內(nèi)置的 ASHRAE 冷卻圖表將幫助您輕松了解設(shè)備過冷的位置。然后，您可以慢慢提高溫度設(shè)定點——在某些情況下甚至可以將其關(guān)閉——直到最大限度地提高基礎(chǔ)設(shè)施的效率。
- 實施熱/冷通道遏制。當冷送風與熱排風混合時，您的冷卻系統(tǒng)會浪費能量來冷卻已經(jīng)很冷的空氣。相反，最好的做法是盡可能將冷熱空氣分開。熱通道氣流遏制和冷通道氣流遏制是兩種可以顯著降低能耗、提高制冷能力并為 IT 設(shè)備釋放更多電力容量的策略。
- 合并和/或虛擬化設(shè)備。通過減少數(shù)據(jù)中心的物理資產(chǎn)數(shù)量，您可以減少支持它們所需的空間、電力和冷卻能力。多達 30% 的服務(wù)器可能是“僵尸”或“幽靈服務(wù)器”，它們正在消耗能源但不執(zhí)行任何有用的功能。借助插座計量的機架 PDU 和 DCIM 軟件，您可以輕松運行所有幽靈服務(wù)器的報告并停用它們。這使得合并或虛擬化剩余服務(wù)器變得更加容易。
- 向客戶收取能源消耗費用。內(nèi)部和/或外部客戶可能并不總是遵循能效最佳實踐。但是，您可以通過為他們使用的能源收費來推動意識和責任文化。使用 DCIM 軟件生成賬單回饋報告，這樣您就可以按客戶、業(yè)務(wù)部門或應(yīng)用程序查看能源成本，并確保您的費用始終準確無誤。結(jié)果是鼓勵客戶更加注意效率并且您的 PUE 下降。
匯集一切
雖然從理論上講，最佳 PUE 比率是 1.0，但最終最適合您的 PUE 取決于數(shù)據(jù)中心的使用年限、數(shù)據(jù)中心的地理位置、技術(shù)的現(xiàn)代化程度以及您并不總是能夠控制的其他因素。您的目標應(yīng)該是在不給數(shù)據(jù)中心帶來風險的情況下使 PUE 比率盡可能低。世界各地的現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心經(jīng)理發(fā)現(xiàn)，智能配電基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境傳感器和 DCIM 軟件構(gòu)成了完整的解決方案，可提供顯著改善其 PUE 所需的可行見解。是時候探索現(xiàn)代能源管理的可能性了嗎？
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