По данным GeSI (Global e-Sustainability Initiative) за последние 18 лет доля IT-решений в общемировых выбросах CO2 увеличилась с 1,3% до 2,3%. Очевидно, что с ростом цифровизации экономики будут расти и ЦОДы, а значит и углекислотные выбросы. Чтобы контролировать соотношение эффективности и экологичности ЦОДов, в России и мире приняты метрики энергоэффективности дата-центров.
Power Usage Effectiveness
В 2016 году некоммерческое объединение The Green Grid разработало комплекс метрик для оценки эффективности ЦОД. Одной из важнейших стала Power Usage Effectiveness (PUE): отношение суммарной мощности дата-центра к суммарной мощности серверов, СХД и другого ИТ-оборудования. PUE показывает количество электроэнергии, которое фактически идет на работу IT-систем. В идеале соотношение общего и IT-энергопотребления должно стремиться к 1. Значения от 1,25 до 1,43 считаются оптимальными.
Динамика PUE в среднем по миру согласно Uptime Institute Global Data Center Survey 2019
Помимо PUE, ГОСТ Р ИСО/МЭК 30134-2-2018 нормирует и производные PUE:
-
Частичный коэффициент энергоэффективности (pPUE) — показывает энергоэффективность конкретной части инфраструктуры ЦОД,
-
Промежуточный коэффициент энергоэффективности (iPUE) — PUE за краткосрочный период продолжительностью менее 12 месяцев,
-
Проектный коэффициент энергоэффективности (dPUE) — прогнозируемый коэффициент до ввода ЦОДа в эксплуатацию.
Цель использования производных Power Usage Effectiveness стандарт определяет как оптимизацию управления энергопотреблением.
DCiE (Data Center Infrastructure Efficiency)
В противовес PUE DCiE рассчитывается как отношение суммарной мощности IT-устройств (СХД, коммутаторы, сервера и пр.) к общей мощности ЦОДа (инфраструктура и устройства). Идеальная DCiE принимается за 100%, но реальная получается намного меньше. Так, для ЦОДа с PUE с 1.7 DCiE составит 59%, то есть в этом случае 59% энергозатрат приходятся исключительно на IT-инфраструктуру.
Влияние IT и инженерных систем на эффективность ЦОД
Самой энергоемкой системой ЦОД является система охлаждения и она напрямую влияет на показатель PUE. Так, с классической системой кондиционирования на фреоне минимальное PUE составляет 1,5, но за счет необходимости в дополнительном увлажнении воздуха коэффициент вырастает до 1,7 или даже 1,9. Это много.
С чиллерной системой можно надеяться на Power Usage Effectiveness 1,3. При сочетании чиллеров с фрикулингом коэффициент использования энергии можно опустить до 1,1. В 2020 году на комбинации чиллеров и фрикулинга именно такого PUE добился австрийский центр обработки данных DC 10.
Примерно те же показатели дает и адиабатика: по заявлению Schneider Electric Datacenter Solution, выпускающей модульные системы охлаждения для ЦОД, адиабатическое охлаждение позволяет снизить PUE до 1,25. При этом сочетание чиллерной и адиабатической систем, как у GreenBushDC, может снизить значение коэффициента энергоэффективности еще на несколько десятых.
Наружные блоки вентсистемы
На практике ограничиться модернизацией одного только чиллерного или адиабатического охлаждения не получится. Оптимизация эффективности ЦОД требует комплексных решений. Это и платформы шкафов для оптимизации управления воздушными потоками в стойках, и интеллектуальные блоки распределения питания, и новейшие ИБП и пр. Все они пусть понемногу, на сотые доли, повышают энергоэффективность дата-центра и помогают сбалансировать его производительность с затратами на электроэнергию.
