電源使用效率 (PUE)是衡量數據中心能效的最常用指標。它由 The Green Grid 于 2007 年開發，由于人們越來越關注數據中心的可持續性以及能夠用一個易于理解的數字來表示整體效率，此后一直廣受歡迎。

PUE 的公式是什么？

PUE 是驅動和冷卻數據中心所需的功率與數據中心 IT 設備的功率消耗之比。

用公式表示，PUE 是這樣計算的：PUE = 總設施能源 / IT 設備能源

PUE 有什么用？

PUE 表示 IT 設備使用了設施總能耗的多少，以比率表示。PUE 越接近 1.0，數據中心的效率就越高。PUE 為 1.0 將是一個非常高效的數據中心，其中所有進入建筑物的電力都會輸送到 IT 設備，而不會用于負載以冷卻或照亮房間，并且不會在傳輸到 IT 設備時丟失。

通過了解數據中心的 PUE，您可以輕松了解它的能效并隨時間監控進展情況。您可以及時發現不同時間點的效率變化，例如高峰負荷或按季節變化。有了這些信息，就可以更輕松地設定目標、比較不同站點的效率并做出更明智的決策來提高能源效率。

什么是良好的 PUE 比率？

雖然 PUE 為 1.0 表示數據中心的效率為 100%，但對大多數人來說這并不是一個現實的目標。然而，世界上一些最環保的數據中心正在接近。根據 Uptime Institute 的數據，平均 PUE 為 1.58。如果您高于該水平，您的目標應該是低于該水平。

每個數據中心的目標 PUE 都不同，因為它們的位置、氣候、技術和設備各不相同。采用最先進的 IT 設備和冷卻技術的新建筑應以 1.2 到 1.4 之間的 PUE 為目標。現有數據中心的足跡應盡量保持在 1.5 以下。

如何計算 PUE？

現在您知道了 PUE 的公式、含義以及對 PUE 應該是多少的粗略估計。然而，與許多數據中心專業人士一樣，您可能想知道：“我如何才能知道我的 PUE 到底是多少？”

以下是了解要測量的內容以及如何計算 PUE 的分步最佳實踐。

1. 制定數據收集計劃。要衡量您的能源效率計劃的影響，您需要計算每個位置的 PUE 隨時間變化的趨勢。您的效率舉措的強度將決定您測量 PUE 的頻率。對于基本程序，每周或每月測量就足夠了。對于中級程序，最好每天進行測量。對于高級程序，需要使用數據中心能源管理軟件進行連續和自動的 PUE 計算。
2. 計算您的總設施能源。設施總功率通常使用公用事業儀表確定。如果每月測量一次就足夠了，您可以每月等待水電費賬單。然而，更積極的效率舉措需要更頻繁的數據收集。您可以在公用事業儀表上安裝影子儀表以跟蹤更精細的測量值，或使用數據中心管理軟件自動收集它。
3. 計算您的 IT 設備能耗。IT 設備能源可以通過匯總智能機架 PDU、落地式 PDU、RPP 或 UPS 的功率讀數來手動計算，具體取決于您的哪些設備裝有儀表。如果您手動執行此操作，則需要通過比較每個設備的輸入和輸出值來計算電損耗。與上述步驟一樣，通過網絡自動收集這些數據并將其輸入能源管理或電力監控解決方案要容易得多。
4. 計算您的 PUE。對于手動計算，只需將設施總能耗除以您決定的頻率下的 IT 設備能耗，即為 PUE。數據中心基礎設施管理 (DCIM)軟件可以實時自動執行這些計算，因此您可以更多地關注能效工作，而不是手動進行 PUE 計算。
5. 有一個目標。至此，您知道如何計算 PUE 并對其進行趨勢分析以了解您的效率計劃的影響。最好為您的每個位置設置一個激進但現實的目標 PUE，并實施正確的策略和工具來幫助您實現目標。

如何改善 PUE？

您可以采取的提高數據中心能源效率和降低 PUE 的步驟包括：

• 使用儀表和傳感器測量您的數據中心。電源和環境傳感器可為您提供有關數據中心內發生情況的關鍵數據。功率計可以輸入您的管理軟件以簡化 PUE 計算，環境傳感器有助于確保您的設備在建議的范圍內運行。
• 設置儀表和傳感器數據的閾值和警報。現代數據中心管理工具收集、存儲、報告這些數據并發出警報，這樣您就可以第一個知道潛在問題，從而可以修復它們并保持高水平的效率。
• 安全地升高溫度。過冷會浪費能源和金錢。通過監控您的環境，您可以知道設備過冷的確切位置和程度。然后，您可以提高溫度設定點，直到在不超過制造商或行業指南（例如 ASHRAE）的情況下最大限度地提高效率。
• 實施熱/冷通道遏制。避免將冷送風與熱排風混合，這樣您的冷卻系統就不會浪費能源冷卻已經很冷的空氣。遏制策略將顯著降低您的能源消耗，增加冷卻能力，并允許 IT 設備使用更多的電力容量。
• 合并和/或虛擬化設備。減少數據中心物理資產的數量還可以減少所需的空間、電力和冷卻能力。在一般的數據中心，高達 30% 的服務器是幽靈服務器，它們在浪費能源而不執行任何有用的功能。通過找到并消除它們，您可以更輕松地整合您的數據中心或虛擬化剩余的服務器。
• 向客戶收取他們使用的能源費用。通過向您的內部或外部客戶收取其設備消耗的能源費用，推動形成能源意識和問責制文化。隨著客戶越來越關注能效，因為它會影響他們的底線，您的 PUE 將會提高。
• 考慮創新的冷卻技術。液體冷卻和浸沒冷卻等高效冷卻高密度機架的方法越來越受歡迎。研究您的選擇，看看其中之一是否適合您的數據中心。

PUE 有缺點嗎？

由于其簡單性和普遍適用性，PUE 是整體能源效率的重要指標。然而，這樣一個簡單的指標也有消極的一面。

首先，PUE 沒有考慮冗余。雖然數據中心經理正在提高其數據中心的彈性以抵御氣候變化和極端天氣，但他們必須部署更多耗電設備，從而推高 PUE。

其次，僅關注 PUE 會導致不可持續的用水。為了顯著降低 PUE，組織可以部署節水器或蒸發冷卻和冷卻器。代價是用水量會增加，如果數據中心位于水資源變得稀缺的地區，這可能會比傳統冷卻方法的能源消耗造成更大的危害。

最后，PUE 的改進可能會產生誤導。根據Uptime Institute 的說法，“提高 IT 設備利用效率對能源消耗的影響明顯高于提高設施運營效率，以電力使用效率 (PUE) 衡量。”

雖然衡量和改進 PUE 很重要，但它并不能描繪數據中心效率的全貌。至關重要的是，您要始終專注于提高效率的目標，而不是針對某個指標進行優化。

我應該跟蹤哪些其他指標來衡量效率？

PUE 只是眾多數據中心可持續性指標之一。通過跟蹤不同的指標，您將從許多不同的角度了解您的效率水平，并發現推動更環保的數據中心運營的新方法。

您應該考慮跟蹤的指標包括：

• Air Economizer Utilization Factor：外部空氣用于自然冷卻的頻率
• 氣流效率：空氣從供應流向回流的效率如何
• 符合 ASHRAE 標準的機柜：在理想環境條件方面取得了多大進展
• 碳使用效率：數據中心的整體可持續性是什么
• 二氧化碳減排量：由于數據中心能效工作，避免了多少二氧化碳排放
• 每個機柜的 Delta-T：冷卻設備的氣流效率如何
• 綠色能源系數：現場產生了多少可再生能源
• 節水器利用率：使用間接水冷的頻率
• 用水效率：數據中心的用水效率如何

匯集一切

計算 PUE 是所有數據中心都應該做的事情，但對于大多數組織來說，手動計算 PUE 是浪費時間。借助現代 DCIM 軟件，PUE 計算會實時自動完成，因此您可以將時間花在提高 PUE 的更高效項目上，并能夠輕松監控這些能效舉措的影響。