Τι είναι το PUE και πώς υπολογίζεται;

Στον σημερινό ψηφιακό κόσμο, η ενεργειακή απόδοση των κέντρων δεδομένων είναι πιο κρίσιμη από ποτέ. Καθώς τα κέντρα δεδομένων καταναλώνουν αυξανόμενες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας, η κατανόηση και η βελτιστοποίηση της Αποτελεσματικότητας Χρήσης Ενέργειας (PUE) έχει καταστεί απαραίτητη. Η PUE είναι μια βασική μέτρηση που βοηθά τους οργανισμούς να μετρούν πόσο αποτελεσματικά τα κέντρα δεδομένων τους χρησιμοποιούν την ενέργεια, επιτρέποντας τη λήψη πιο έξυπνων αποφάσεων που μειώνουν το κόστος και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Αλλά η υποδομή του κέντρου δεδομένων, παράλληλα με την επεξεργαστική ισχύ που προέρχεται από όλο αυτό το υλικό, απαιτεί πολλή ενέργεια.

Γι' αυτό είναι τόσο σημαντική η αποτελεσματικότητα σε ένα κέντρο δεδομένων. Τα κέντρα δεδομένων που δεν λειτουργούν αποτελεσματικά χρησιμοποιούν περισσότερη ενέργεια (οδηγώντας σε υψηλότερο λειτουργικό κόστος).

Ποια βήματα μπορείτε να κάνετε, λοιπόν, για να κάνετε το κέντρο δεδομένων σας πιο αποτελεσματικό; Και πώς μπορείτε να αξιοποιήσετε περισσότερο το υπάρχον υλικό;

Η παρακολούθηση μετρήσεων όπως η PUE (Power Usage Effectiveness - Αποτελεσματικότητα Χρήσης Ενέργειας) και η DCiE (Αποδοτικότητα Υποδομής Κέντρου Δεδομένων) είναι μια καλή αρχή.

Εδώ θα εξετάσουμε σε βάθος τι είναι το PUE και πώς να το υπολογίσουμε. Θα εξετάσουμε επίσης μετρήσεις όπως το DCiE και τα βήματα που μπορείτε να ακολουθήσετε για να κάνετε το κέντρο δεδομένων σας πιο αποτελεσματικό.

Τι είναι το PUE;

Η Αποτελεσματικότητα Χρήσης Ενέργειας, ή PUE, είναι μια μέτρηση που μετρά τη συνολική ποσότητα ενέργειας που καταναλώνει το κέντρο δεδομένων σας. Αυτός ο αριθμός σάς βοηθά να μετρήσετε την αποδοτικότητα του κέντρου δεδομένων σας και είναι κάτι που θα πρέπει να παρακολουθείτε στενά.

Το PUE αναπτύχθηκε από την Green Grid και εισήχθη το 2006 ως μέσο υπολογισμού της ενεργειακής απόδοσης των κέντρων δεδομένων και αποτελεί το πρότυπο μέτρησης στο οποίο συνεχίζει να βασίζεται η βιομηχανία κέντρων δεδομένων.

Τα κέντρα δεδομένων καταναλώνουν τεράστια ποσότητα ενέργειας. Μόνο στις ΗΠΑ, τα κέντρα δεδομένων αντιπροσωπεύουν το 2% της συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Το ποσοστό αυτό θα συνεχίσει να αυξάνεται καθώς αυξάνεται η ζήτηση για επεξεργαστική ισχύ.

Οι υποαπασχολούμενοι διακομιστές όχι μόνο σπαταλούν πόρους, αλλά καταλαμβάνουν και πολύτιμο χώρο στο δάπεδο. Ομοίως, το υλικό που καταναλώνει περισσότερη ισχύ από την απαραίτητη επιβάλλει μεγαλύτερες απαιτήσεις στα συστήματα ψύξης. 

Και στις δύο περιπτώσεις, έχετε περιουσιακά στοιχεία που παρέχουν μικρότερη αξία από ό,τι θα έπρεπε και αυξάνουν το κόστος. Η αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων είναι απαραίτητη για να διασφαλίσετε ότι το κέντρο δεδομένων σας λειτουργεί όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά.

Το PUE είναι χρήσιμο για τη συγκριτική αξιολόγηση, καθώς σας βοηθά να κατανοήσετε πόσο αποτελεσματικό είναι τώρα το κέντρο δεδομένων σας και να μετρήσετε τον αντίκτυπο τυχόν αλλαγών που κάνετε συγκρίνοντας τις επόμενες βαθμολογίες.

Πώς υπολογίζετε το PUE;

Ο τύπος για τον υπολογισμό του PUE έχει ως εξής:

• PUE = Συνολική ισχύς εγκατάστασης / Ενέργεια εξοπλισμού πληροφορικής

Η συνολική ισχύς της εγκατάστασης αναφέρεται στην ποσότητα ενέργειας που χρησιμοποιεί η εγκατάσταση. Περιλαμβάνει όλο το υλικό μέσα στο κέντρο δεδομένων, καθώς και τα συστήματα ψύξης, τα εξαρτήματα παροχής ισχύος και τα συστήματα φωτισμού.

Η χρήση εξοπλισμού πληροφορικής αναφέρεται στην ποσότητα ενέργειας που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του εξοπλισμού αποθήκευσης και δικτύωσης. Περιλαμβάνεται επίσης ο εξοπλισμός ελέγχου, όπως οι σταθμοί εργασίας και οι οθόνες.

Ας δούμε ένα παράδειγμα. 

Ένα κέντρο δεδομένων χρησιμοποιεί 100,000 κιλοβάτ συνολικής ενέργειας και ο εξοπλισμός πληροφορικής χρησιμοποιεί 55,000 κιλοβάτ ενέργειας. Με βάση τον παραπάνω τύπο, αυτό μας δίνει ένα PUE 1.81 για αυτό το κέντρο δεδομένων.

Όσο πιο κοντά μειώνεται ο αριθμός στο 1, τόσο πιο αποτελεσματικό είναι το κέντρο δεδομένων. Η PUE ειδοποιεί τη διοίκηση του κέντρου δεδομένων σχετικά με το πόσο κοντά βρίσκονται στους στόχους αποδοτικότητάς τους. Η μέτρηση της PUE με την πάροδο του χρόνου μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό των πιο αποτελεσματικών πρωτοβουλιών εξοικονόμησης ενέργειας.

Ένα κέντρο δεδομένων με υψηλή βαθμολογία PUE χρησιμοποιεί περισσότερη ενέργεια από ό,τι θα έπρεπε, πράγμα που σημαίνει ότι είναι λιγότερο αποδοτικό και κοστίζει περισσότερο.

Ποια είναι μια καλή βαθμολογία PUE; 

Δεδομένα από το Uptime Institute διαπίστωσαν ότι ο μέσος όρος PUE για τα κέντρα δεδομένων στην έρευνά τους ήταν 1.59 . Ενώ το κέντρο δεδομένων στο παράδειγμά μας είναι πάνω από τον μέσο όρο, υπάρχει ακόμα αρκετό περιθώριο βελτίωσης.

Τώρα που έχετε κατανοήσει καλύτερα τι σημαίνει PUE, πώς προσδιορίζετε αυτά τα στοιχεία;

Ο καλύτερος τρόπος για να μετρήσετε τη συνολική ισχύ της εγκατάστασης είναι να λαμβάνετε μετρήσεις στον ή κοντά στον μετρητή κοινής ωφέλειας της εγκατάστασης. Μπορείτε επίσης να εγκαταστήσετε αυτό που ονομάζεται «μετρητής σκιάς» — μια συσκευή που σας επιτρέπει να λαμβάνετε καθημερινές μετρήσεις της συνολικής ισχύος της εγκατάστασης.

Εάν το κέντρο δεδομένων βρίσκεται σε εγκατάσταση μικτής χρήσης, είναι σημαντικό να λαμβάνετε μετρήσεις στον μετρητή που τροφοδοτεί το κέντρο δεδομένων, ώστε να λαμβάνετε ακριβείς μετρήσεις.

Όσον αφορά τη μέτρηση της ενέργειας του εξοπλισμού πληροφορικής, μπορείτε να λάβετε μετρήσεις ισχύος με μια μονάδα διανομής ισχύος (PDU), η οποία τροφοδοτεί τους υπολογιστές και τον εξοπλισμό δικτύωσης.

Η συλλογή της συνολικής ενέργειας της εγκατάστασης και της ενέργειας του εξοπλισμού πληροφορικής σάς επιτρέπει να υπολογίσετε την PUE (Ενεργειακή Ευεργετική Ισχύς) του κέντρου δεδομένων σας. Ωστόσο, η χειροκίνητη συλλογή αυτών των πληροφοριών είναι εξαιρετικά χρονοβόρα και θα πρέπει επίσης να βρίσκεστε επί τόπου.

Αντί να κάνετε ταξίδια αυτοπροσώπως κάθε φορά, μπορείτε να εγκαταστήσετε αισθητήρες που συλλέγουν και τροφοδοτούν δεδομένα κατανάλωσης ενέργειας σε πραγματικό χρόνο στο λογισμικό Διαχείρισης Υποδομών Κέντρου Δεδομένων (DCIM).

Το λογισμικό DCIM σάς βοηθά να παρακολουθείτε την απόδοση του δικτύου και να μετράτε την κατανάλωση ενέργειας σε όλα τα περιουσιακά στοιχεία του κέντρου δεδομένων σας.

Η διεπαφή σάς επιτρέπει να μετράτε μετρήσεις όπως το PUE και το DCiE σε πραγματικό χρόνο. Μπορείτε επίσης να παρακολουθείτε τη συνολική κατανάλωση ενέργειας και τη χρήση χώρου με την πάροδο του χρόνου — όλα αυτά θα σας φανούν χρήσιμα καθώς βελτιώνετε την ενεργειακή απόδοση.

Αποτελεσματικότητα χρήσης ενέργειας (PUE)

Αντί να βασίζεστε σε εικασίες, θα μπορείτε να λαμβάνετε τεκμηριωμένες αποφάσεις σχετικά με την κατανάλωση ενέργειας και να παρακολουθείτε τα επίπεδα απόδοσης με την πάροδο του χρόνου. 

Τι σχέση έχει το PUE με το DCOI;

Το PUE είναι ένα από τα 5 κύρια μετρικά βελτιστοποίησης που επιβάλλονται από την Πρωτοβουλία Βελτιστοποίησης Κέντρων Δεδομένων (DCOI) — την κυβερνητική εντολή που απαιτεί από τα ομοσπονδιακά κέντρα δεδομένων να γίνουν πιο ενεργειακά αποδοτικά.

1. PUE (Αποτελεσματικότητα χρήσης ενέργειας)
2. Μέτρηση Ενέργειας
3. Εικονικοποίηση
4. Χρήση διακομιστή και αυτοματοποιημένη παρακολούθηση
5. Χρήση εγκαταστάσεων

Ως ένας από τους κορυφαίους παρόχους Διαχείρισης Υποδομών Κέντρων Δεδομένων (DCIM) για Ομοσπονδιακές Υπηρεσίες των ΗΠΑ, η Nlyte παρέχει και τις 5 μετρήσεις βελτιστοποίησης που ορίζονται από τον DCOI.

Τι είναι η Αποδοτικότητα Υποδομής Κέντρων Δεδομένων (DCiE);

Η Απόδοση Υποδομής Κέντρου Δεδομένων, ή DCiE, είναι το αντίστροφο του PUE και εκφράζει την ενεργειακή απόδοση ενός κέντρου δεδομένων ως ποσοστό.

Το DCiE αναπτύχθηκε και εισήχθη επίσης από το Green Grid για να βοηθήσει τον κλάδο των κέντρων δεδομένων να γίνει πιο αποτελεσματικός και να μειώσει το αποτύπωμα άνθρακα.

Πώς υπολογίζετε το DCiE;

Ο τύπος για τον υπολογισμό του DCiE έχει ως εξής:

• DCiE = (1 / PUE) x 100

Το κέντρο δεδομένων στο προηγούμενο παράδειγμά μας είχε PUE 1.81. Με βάση τον παραπάνω τύπο, αυτό μας δίνει DCiE 55%.

Ο παρακάτω πίνακας απεικονίζει τα επίπεδα απόδοσης με βάση το PUE και το DCiE:

Το κέντρο δεδομένων στο παράδειγμά μας είναι μόνο ελαφρώς πάνω από το μέσο όρο. Ακόμα κι αν το κέντρο δεδομένων σας έχει βαθμολογία αποτελεσματικότητας, η λήψη μέτρων για την περαιτέρω μείωση του PUE θα ωφελήσει τον οργανισμό σας μακροπρόθεσμα.

Πώς τα PUE και DCiE σας βοηθούν να διαχειριστείτε το κόστος

Η μείωση της βαθμολογίας PUE καθιστά τελικά το κέντρο δεδομένων σας πιο αποτελεσματικό, πράγμα που σημαίνει λιγότερη σπατάλη ενέργειας και μικρότερο αντίκτυπο στο περιβάλλον.

Ωστόσο, η μέτρηση των PUE και DCiE δεν είναι μια δοκιμασία που γίνεται μία φορά. Αυτές οι μετρήσεις θα πρέπει να μετρώνται σε τακτική βάση για να έχουν νόημα. Θα πρέπει επίσης να μετρώνται σε διαφορετικές ώρες και ημέρες της εβδομάδας, ώστε να λαμβάνεται υπόψη τυχόν μεταβλητό κόστος ενέργειας.

Μετρήσεις όπως το PUE και το DCiE είναι χρήσιμες για τον καθορισμό σημείων αναφοράς. Αυτό σας επιτρέπει να αξιολογήσετε τον αντίκτυπο τυχόν αλλαγών που κάνετε για τη βελτίωση της αποδοτικότητας, συγκρίνοντας τα αρχικά δεδομένα με τα επόμενα αποτελέσματα.

Σε συνδυασμό με το λογισμικό DCIM , οι διαχειριστές κέντρων δεδομένων μπορούν να παρακολουθούν την κατανάλωση ενέργειας σε ολόκληρη την υποδομή ενός κέντρου δεδομένων και να εντοπίζουν περιουσιακά στοιχεία που υποχρησιμοποιούνται ή καταναλώνουν περισσότερη ενέργεια από ό,τι θα έπρεπε.

Αυτές οι πληροφορίες σάς επιτρέπουν να λαμβάνετε τεκμηριωμένες αποφάσεις σχετικά με την κατανάλωση ενέργειας, όπως για παράδειγμα εάν θα πραγματοποιήσετε αναβαθμίσεις ή θα παροπλίσετε εντελώς ορισμένα εξαρτήματα.

Τα αποτελεσματικά κέντρα δεδομένων μπορούν να δώσουν στην επιχείρησή σας ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα. Το χαμηλότερο κόστος σημαίνει ότι μπορείτε να προσφέρετε πιο ελκυστικές τιμές, κάτι που μπορεί να προσελκύσει τους υποψήφιους πελάτες να επιλέξουν τις υπηρεσίες σας έναντι άλλων επιλογών.

Φυσικά, η βελτίωση της αποτελεσματικότητας των δεδομένων σας δεν είναι εύκολη — απαιτεί προσεκτικό σχεδιασμό και εφαρμογή για να διασφαλιστεί η μακροπρόθεσμη επιτυχία. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο πώς μπορείτε να μειώσετε την PUE και το λειτουργικό κόστος. 

Πώς μπορείτε να μειώσετε το PUE;

Τα PUE και DCiE σας δείχνουν πόσο αποτελεσματικό (ή μη αποδοτικό) είναι το κέντρο δεδομένων σας. Ακολουθούν τα βήματα που μπορείτε να ακολουθήσετε για να μειώσετε το PUE.

Αντικατάσταση αναποτελεσματικού υλικού

Όλα τα εξαρτήματα έχουν περιορισμένο κύκλο ζωής. Το πότε θα χρειαστεί να αντικαταστήσετε ορισμένα εξαρτήματα εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. 

Εάν οι διακομιστές ή τα συστήματα αποθήκευσης δεν αποδίδουν τόσο καλά όσο θα έπρεπε, σκεφτείτε να τα αντικαταστήσετε με πιο αποδοτικό υλικό.

Εικονικοποιήστε τους διακομιστές σας

Η εικονικοποίηση διακομιστή σημαίνει τη χρήση λογισμικού για τη διαμέρισή του από έναν φυσικό διακομιστή. Κάθε διαμέριση λειτουργεί ως εικονικός διακομιστής και εκτελεί το δικό του λειτουργικό σύστημα.

Κάθε εικονική μηχανή μπορεί να εκτελέσει το δικό της φόρτο εργασίας, κάτι που μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας και να εξοικονομήσει πολύτιμο χώρο. Οι ομάδες IT μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν αυτούς τους εικονικούς διακομιστές για να δοκιμάσουν λογισμικό χωρίς να επηρεάσουν άλλους εικονικούς διακομιστές.

Βελτίωση Συστημάτων Ψύξης

Τα κέντρα δεδομένων απαιτούν επαρκή ψύξη για την αποφυγή υπερθέρμανσης. Ωστόσο, τα συστήματα ψύξης είναι ιδιαίτερα ενεργοβόρα και χρησιμοποιούν πολλή ενέργεια μέσα σε μια εγκατάσταση.

Η βελτίωση των συστημάτων ψύξης, ακόμη και η μείωση της εξάρτησής σας από αυτά, είναι άλλοι τρόποι με τους οποίους μπορείτε να μειώσετε την PUE. Για παράδειγμα, μπορείτε να στραφείτε σε «ελεύθερη ψύξη» όταν είναι δυνατόν — χρησιμοποιώντας φυσικά δροσερό αέρα από το περιβάλλον για να μειώσετε τη θερμοκρασία στο κέντρο δεδομένων.

Τελικές Σκέψεις

Τα κέντρα δεδομένων βρίσκονται στην καρδιά των λειτουργιών πληροφορικής ενός οργανισμού. Ωστόσο, το υλικό και η ίδια η υποδομή καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας.

Οι τιμές PUE και DCiE είναι χρήσιμες μετρήσεις για τη μέτρηση της ενεργειακής απόδοσης. Ένα υψηλό PUE υποδεικνύει ότι το κέντρο δεδομένων σας χρησιμοποιεί περισσότερους πόρους από ό,τι θα έπρεπε.

Τρόποι για να μειώσετε το PUE σας περιλαμβάνουν την αντικατάσταση αναποτελεσματικού υλικού, την εικονικοποίηση των διακομιστών σας και τη βελτίωση του συστήματος ψύξης. Η λήψη αυτών των μέτρων μπορεί να σας βοηθήσει να μειώσετε το λειτουργικό κόστος και να αξιοποιήσετε περισσότερο το κέντρο δεδομένων σας. Φυσικά, θα χρειαστείτε τα κατάλληλα εργαλεία που θα σας βοηθήσουν να παρακολουθείτε την κατανάλωση ενέργειας. Δείτε μια επίδειξη για να δείτε πώς μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το λογισμικό DCIM της Nlyte για να διαχειριστείτε ολόκληρη την υπολογιστική σας υποδομή.