电力使用效率 (PUE)

什么是功率使用效率 (PUE)？

功率使用效率 (PUE) 是一项用于衡量数据中心能源效率的指标。它通过将数据中心的总耗电量除以运行 IT 设备所需的电量来计算。PUE 以比率表示，当此比率接近 1.0 时，表示数据中心内部功率资源利用率较高。

数据中心的处理能力和基础设施消耗大量能源，而效率低下的数据中心会消耗更多能源。通过关注 PUE 等指标，可以对数据中心的效率进行基准测试。组织和数据中心管理员可以利用此指标一次性评估其数据中心的效率，然后再评估对设施进行的任何更改所产生的影响。这可以降低能源成本和电力消耗。

PUE 由绿色网格 (Green Grid) 的成员开发，该组织是一个致力于数据中心节能的行业协会。根据“Uptime Institute Annual Data Centre Survey 2021”的数据，用电量和 PUE 是最受关注的两个可持续性指标。DCiE，即数据中心基础设施效率，是绿色网格认可的可比基准标准。

如何确定 PUE？

总设施功率 / IT 设备能耗 = PUE 是计算功率使用效率的公式。设施的总功率是指数据中心所有设备、电源组件、冷却系统和照明系统所消耗的功率。IT 设备能耗是指运行网络、存储和控制设备（如工作站和显示器）所需的能量。

可以使用以下步骤确定 PUE：

• 使用设施的公用事业计量表测量能耗。如果数据中心位于办公楼或综合用途建筑中，只需测量数据中心的电源。如果数据中心未单独配备公用事业计量表，则估算建筑物非数据中心区域的用电量并从计算中扣除。然而，采用数据中心基础设施管理 (DCIM) 软件是实现此目的的更优方法。部署传感器以收集 PUE 测量的实时能耗数据，无需访问公用事业计量表进行估算。
• 在电力转换、切换和调节完成后，尽快确定 IT 设备负载。为计算机和网络硬件供电的配电单元是进行测量的最佳位置。此测量应反映提供给数据中心服务器机架的总功率。
• 计算数值。一旦收集到测量数据，只需将总设施功率除以设备能耗即可计算 PUE。

PUE 的优点和局限性

功率使用效率具有以下优点：

• 可重复计算：该指标旨在用于反复评估数据中心效率的变化。
• 衡量更有效的流程：该指标可用于确定节能策略是否无效和效率低下。
• 与 DCIM 程序配合使用：DCIM 软件可以自动执行实时 PUE 计算，然后将结果编译成报告。
• 具有竞争力的 PUE 指标：如果公司的 PUE 比率很高，它们可以在营销材料中使用此分数。

然而，与数据中心 PUE 相关的一些局限性示例如下：

• 确定设施总功率的准确性：总设施功率计算的准确性对 PUE 测量有重大影响。如果组织必须估算其公用事业计量表的用电量，那么计算结果仅是估算值。
• PUE 未捕获机架级使用情况：由于未将机架级的能耗计入总 PUE 计算中，因此 PUE 的精确度较低。
• PUE 作为营销指标：PUE 旨在用作改进和评估指标，但组织也可能将其用于营销目的。仅仅因为 PUE 是一个普遍已知的术语，并不意味着营销人员应该在很大程度上依赖它。

如何降低 PUE？

可以采取以下措施来使功率使用效率比率更接近 1.0：

• 将服务器置于虚拟环境中：由于虚拟机能够处理自己的工作负载，因此它们需要的能源更少，占用的空间也更少。
• 提高冷却系统的效率：数据中心需要冷却系统来避免过热。然而，基于制冷剂的冷却系统会消耗大量电力。通过改进这些系统或减少数据中心对它们的依赖，可以降低 PUE。
• 增加冷空气的产生：可以通过热交换器或自然冷却的外部空气等方式来实现。
• 更换过时的硬件：由于某些硬件会随着时间的推移而老化，因此必须更换效率不高的服务器和存储系统。
• 使用能耗较低的不间断电源 (UPS)：应规划电力分配以使用 UPS 以获得最佳效率。较短的电源线和更节能的设备可以提高效率。
• 使用节能灯：照明仍然是降低功耗和散热的一种简单方法，尽管它通常占总功耗的一小部分。通过用带运动传感器和照明控制的 LED 照明替换荧光照明，可以降低功耗和散热。