數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施及其內(nèi)部的處理能力需要消耗大量能源，運(yùn)行效率低下的數(shù)據(jù)中心將會消耗更多電力。監(jiān)控 PUE 等指標(biāo)有助于對數(shù)據(jù)中心效率進(jìn)行基準(zhǔn)測試，同時(shí)控制成本。組織和數(shù)據(jù)中心管理人員可以使用此指標(biāo)(通過能耗來衡量數(shù)據(jù)中心效率)，然后再次衡量對數(shù)據(jù)中心設(shè)施進(jìn)行任何更改的影響。這有助于降低功耗和能源成本。

　　PUE 由綠色網(wǎng)格 (The Green Grid) 的成員創(chuàng)建，該組織是一個(gè)專注于數(shù)據(jù)中心能源效率的行業(yè)組織。根據(jù)《Uptime Institute 2024 年全球數(shù)據(jù)中心調(diào)查結(jié)果》報(bào)告，PUE 和功耗是備受關(guān)注的可持續(xù)發(fā)展方法之一。綠色網(wǎng)格組織認(rèn)可的類似基準(zhǔn)測試標(biāo)準(zhǔn)是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施效率(DCiE)。

　　PUE 是如何計(jì)算的?

　　以下公式計(jì)算電源使用效率：

　　PUE = 設(shè)施總功率/IT 設(shè)備能耗

　　設(shè)施總功率是指設(shè)施的運(yùn)行功耗，包括所有數(shù)據(jù)中心硬件、供電組件、冷卻系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。IT 設(shè)備能耗是指用于為現(xiàn)場存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及控制設(shè)備(例如顯示器和工作站)供電的能耗。

　　PUE 值必須高于 1.0——理想值為 1.3 到 3.0——這表示高效的電力輸送。影響因素包括：使用布線基礎(chǔ)設(shè)施將電力損耗降至最低甚至為零，以及無需風(fēng)扇通風(fēng)即可實(shí)現(xiàn)設(shè)備冷卻。

　　DCiE 指標(biāo)通常與電源使用效率 (PUE) 進(jìn)行比較。它是 PUE 的倒數(shù)，因?yàn)樗鼘?IT 設(shè)備的能耗除以數(shù)據(jù)中心的總能耗。例如，PUE 為 1.0 表示 DCiE 值為 100%(即能效為 100%)，而 PUE 為 2.0 表示 DCiE 為 50%。

　　使用以下步驟計(jì)算 PUE：

　　1.測量設(shè)施電表的能耗。如果數(shù)據(jù)中心位于混合用途設(shè)施或辦公樓內(nèi)，則僅測量為數(shù)據(jù)中心供電的電表。如果沒有單獨(dú)的電表，則估算建筑物非數(shù)據(jù)中心部分的功耗，并將其從公式中剔除。然而，更好的方法是使用數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理 (DCIM) 應(yīng)用軟件。與其查看電表進(jìn)行估算，不如安裝額外的傳感器來收集實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)，以測量 PUE。

　　2.在完成電源轉(zhuǎn)換、切換和調(diào)節(jié)后，測量 IT 設(shè)備的負(fù)載。最有用的測量點(diǎn)是為計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電的配電單元。該測量值應(yīng)代表輸送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器機(jī)架的總功率。

　　3.進(jìn)行計(jì)算。收集到測量值后，將設(shè)施總功率除以設(shè)備能耗，即可計(jì)算出 PUE。

　　PUE 的優(yōu)勢與局限性

　　測量電源使用效率的優(yōu)勢包括：

　　PUE 計(jì)算可重復(fù)。該指標(biāo)旨在多次使用，以衡量數(shù)據(jù)中心效率的變化。

　　PUE 值可以衡量更高效的實(shí)踐。該指標(biāo)有助于確定降低能耗的有效方法。

　　DCIM 軟件集成。DCIM 軟件可以自動實(shí)時(shí)計(jì)算 PUE，并將數(shù)據(jù)整合到報(bào)告中。

　　PUE 指標(biāo)可能具有競爭力。擁有良好 PUE 比率的組織可以在營銷材料中使用其得分。

　　然而，數(shù)據(jù)中心 PUE 也存在一些局限性：

　　設(shè)施總功率計(jì)算并非總是準(zhǔn)確。設(shè)施總功率計(jì)算的準(zhǔn)確性是影響 PUE 測量的主要因素。如果組織需要通過共享電表估算該數(shù)字，則最終計(jì)算結(jié)果只是一個(gè)估計(jì)值。

　　PUE 不捕獲機(jī)架級功耗。機(jī)架級功耗不包含在整體 PUE 計(jì)算中，這可能會降低 PUE 的準(zhǔn)確性。

　　PUE 并非營銷指標(biāo)。雖然企業(yè)可以在市場營銷中使用 PUE，但該指標(biāo)旨在用作改進(jìn)和評估指標(biāo)。營銷人員不應(yīng)僅僅因?yàn)?PUE 是一個(gè)廣為人知的概念就過度依賴它。

　　如何降低 PUE?

　　以下步驟有助于將數(shù)據(jù)中心的電源使用效率比 (PUE) 降低至接近 1.0：

　　虛擬化服務(wù)器。多個(gè)虛擬機(jī)可以在單個(gè)硬件服務(wù)器上運(yùn)行各自的工作負(fù)載，從而降低能耗并節(jié)省空間。

　　改進(jìn)冷卻系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心需要冷卻系統(tǒng)來防止過熱。然而，基于制冷劑的冷卻系統(tǒng)耗電量巨大。改進(jìn)這些系統(tǒng)或減少數(shù)據(jù)中心對它們的依賴有助于降低 PUE。

　　優(yōu)化冷空氣生產(chǎn)。例如，可以使用自然冷卻的室外空氣或熱交換器，而不是依賴制冷劑。

　　更換低效硬件。某些硬件的質(zhì)量和性能可能會隨著時(shí)間的推移而下降，因此如果服務(wù)器或存儲系統(tǒng)性能不佳，則應(yīng)將其更換。

　　使用節(jié)能的不間斷電源 (UPS)。配電設(shè)計(jì)應(yīng)采用 UPS，以提高效率。更高效的設(shè)備和更短的輸電距離有助于提高效率。

　　使用節(jié)能照明。雖然照明通常只占能源消耗的一小部分，但它仍然是減少電力和熱量產(chǎn)生的一種簡單方法。在運(yùn)動傳感器和照明控制器上用LED燈代替熒光燈，有助于降低運(yùn)行功耗和熱量產(chǎn)生。

　　能源使用效率系統(tǒng)制造商

　　PUE測量技術(shù)通常由生產(chǎn)用于檢查和分析數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施整體效率的系統(tǒng)的供應(yīng)商提供。以下是提供PUE測量和專業(yè)知識的公司類型：

　　冷卻系統(tǒng)供應(yīng)商。此類公司提供先進(jìn)冷卻技術(shù)的系統(tǒng)和專業(yè)知識，以降低能耗。

　　數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理工具。DCIM系統(tǒng)負(fù)責(zé)分析和管理與數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的諸多問題。

　　IT設(shè)備制造商。戴爾和HPE等公司提供節(jié)能服務(wù)器和存儲設(shè)備。

　　咨詢服務(wù)。Uptime Institute和綠色網(wǎng)格組織提供改善PUE的咨詢服務(wù)。