PUE
Центры обработки данных – это «фабрики» новой Цифровой Экономики. Функционирующие на их базе ИТ-сервисы играют всё более важную роль в деятельности компаний и организаций. Во многих случаях они становятся основой повседневной жизни, производственных и бизнес-процессов.
Помимо надежности, ключевой характеристикой современных центров обработки данных является эффективность использования энергии. Неудивительно, ведь по итогам 2024 года общее энергопотребление всех центров обработки данных в мире оказалось сопоставимо с энергопотреблением России. Индустрия ЦОД постоянно развивается, они потребляют все больше и больше энергии. По оценкам, ежегодное увеличение мощности ЦОД в мире составляет 8-12%. В России ситуация схожая.
Для оценки энергоэффективности ЦОД используется показатель PUE (Power Utilization Efficiency), предложенный организацией Green Grid. Он определяется как соотношение полной электрической энергии, потребляемой центром обработки данных, к той энергии, которая расходуется непосредственно ИТ-оборудованием. Приведем пример. Если центр обработки данных получает из электросети мощность 2 МВт, а до ИТ-оборудования доходит только 1 МВт, значит, коэффициент PUE этого объекта будет равен 2. Если удастся снизить «накладные расходы» и довести до ИТ-оборудования 1,5 МВт, то PUE снизится до 1,33 (2/1,5=1,33). Чем меньше значение PUE, тем эффективнее используется электроэнергия.
PUE уделяется все больше внимания но, надо отметить, параметры энергоэффективности и надёжности вступают в противоречие.Чем ниже уровень потребляемой центром обработки данных электроэнергии, тем меньше необходимо будет заплатить за источники бесперебойного питания, системы кондиционирования и другие элементы инженерной инфраструктуры. Однако при этом снижается уровень резервирования инженерных систем.
По данным организации Uptime Institute, в 2007 году средний PUE ЦОДов находился на уровне 2,5. В 2018-му этот показатель снизился до значения 1,58. Сейчас существуют ЦОДы, в которых PUE находится на уровне 1,1 и даже ниже. Идеальный вариант, когда PUE=1. Но на практике он недостижим, поскольку КПД инженерного оборудования, например ИБП, не может быть равен 100%, и PUE=1 - это полное отсутствие инженерных систем.
Существуют различные способы повышения энергоэффективности (снижения коэффициента PUE). Одна из наиболее энергоемких систем современных ЦОДов – система охлаждения. Использование технологий естественного охлаждения (фрикулинга) позволяет существенно снизить энергозатраты на охлаждение. Суть фрикулинга – применение для охлаждения прохладного внешнего воздуха. Этот воздух может через систему фильтров подаваться непосредственно в серверные залы (прямой фрикулинг) или же, проходя через теплообменники, охлаждать воздух, циркулирующий внутри ЦОДа (непрямой фрикулинг). Понятно, что снижению PUE способствует использование ИБП с более высоким КПД, а также снижение потерь при передаче электричества – когда энергия по кабелям или шинопроводам поступает к ИТ-оборудованию.
Чтобы повысить энергоэффективность, необязательно тратить большие средства нза закупку нового оборудования с более высоким КПД. Существует немало рецептов по модернизации уже эксплуатируемых объектов с минимумом вложений. Например, можно закрыть щели в шкафах, чтобы устранить утечки холодного воздуха, изолировать горячий или холодный коридор, оптимизировать размещение серверов в шкафах, например, перенеся высоконагруженный сервер в более «холодную» стойку, и пр.
Но чтобы проводить такую работу надо, в первую очередь, иметь информацию о текущем энергопотреблении. Общее потребление ЦОДа (числитель при расчете коэффициента PUE) измерить не сложно – для этого достаточно установить соответствующие измерительные устройства на вводах электрораспределительных щитов. А вот чтобы получить знаменатель, необходимо измерить энергопотребление непосредственно в местах подключения ИТ-оборудования, т.е. в стойках. Для этого желательна установка распределительных блоков PDU со средствами контроля потребления электроэнергии (такие PDU еще называют интеллектуальными).
Итак, владелец ЦОД должке одновременно максимизировать КПД каждого устройства, при этом отслеживая уровень надёжности системы в целом. Только так можно достичь гармонии (и душевного спокойствия по выходным дням.
