Частные и специализированные метрики энергопотребления

Помимо основной метрики PUE применяются частные и специализированные показатели, позволяющие оценивать энергоэффективность отдельных подсистем ЦОД или зон, находящихся под контролем оператора. К таким метрикам относятся pPUE, MLC и ELC.

Частичная метрика pPUE (Partial PUE)

pPUE используется, когда владелец ЦОД не контролирует всю инфраструктуру (например, при подключении к внешней системе охлаждения или централизованной энергосистеме). Метрика позволяет оценивать энергоэффективность «своей» зоны независимо от внешних систем.

Основная идея: расчёт энергоэффективности ведётся только по тем подсистемам, которые находятся в зоне ответственности владельца ЦОД. Базовой точкой остаётся ИТ-нагрузка внутри зоны.

$$ pPUE = \frac{\text{(Энергия зоны: питание, охлаждение, потери)}}{\text{ИТ-энергия (в зоне)}} $$

Применение pPUE оправдано, если:

ЦОД использует стороннюю систему охлаждения (центральное холодоснабжение, районная холодильная станция).
Часть инженерной инфраструктуры недоступна для измерений.
Требуется мониторинг эффективности отдельного контура или зала (zone-specific).

pPUE не заменяет PUE, не применяется для сравнения разных ЦОД и используется только для внутреннего управления энергопотреблением.

Механическая нагрузка MLC (ASHRAE 90.4)

MLC (Mechanical Load Component) — компонент энергетической модели ASHRAE 90.4, отражающий удельное потребление систем охлаждения при различных уровнях загрузки ИТ. MLC показывает, насколько эффективно работают системы охлаждения на 25%, 50%, 75% и 100% нагрузки.

MLC рассчитывается для четырёх точек нагрузки ИТ-оборудования. Формула:

$$ MLC = \frac{(E_{mech25} + E_{mech50} + E_{mech75} + E_{mech100})} {(E_{ITE25} + E_{ITE50} + E_{ITE75} + E_{ITE100})} $$

где:

$E_{mechXX}$ — энергия систем охлаждения при XX% нагрузки ИТ;
$E_{ITEXX}$ — энергия ИТ-оборудования при XX% нагрузки.

ASHRAE 90.4 описывает минимальные допустимые значения эффективности охлаждения, которые должен обеспечить проект ЦОД. MLC показывает энергоэффективность оборудования при частичных нагрузках — наиболее частом режиме эксплуатации (в РФ ИТ редко работает выше 50–60%).

MLC включает:

чиллеры;
насосы;
вентиляторы CRAH/CRAC;
охлаждение UPS и трансформаторов (в соответствии с ASHRAE 90.4).

Компонент электрических потерь ELC (ASHRAE 90.4)

ELC (Electrical Loss Component) — показатель удельных потерь в электротехнических системах на пути от ввода питания до ИТ-оборудования. Метрика включает UPS, трансформаторы, распределительные устройства и магистральные линии.

ASHRAE 90.4 выделяет три сегмента электрической системы:

входной сегмент (трансформаторы и вводное распределение);
сегмент UPS;
сегмент распределения ИТ (PDU, RPP, магистральные линии).

ELC определяется по данным о минимальной эффективности оборудования, приведённым в таблицах ASHRAE 90.4.

$$ ELC = f(\eta_{transformer},\;\eta_{UPS},\;\eta_{distribution}) $$

где каждый коэффициент эффективности берётся из таблиц ASHRAE 90.4 для соответствующего режима нагрузки.

Особенности расчёта:

Single-feed UPS проверяются при 100% и 50% нагрузки.
Active dual-feed UPS — при 50% и 25%, т.к. системы N+1 и 2N редко работают на высокой загрузке.
Потери охлаждения UPS учитываются аналогично MLC (являются частью механических потерь).

Если оборудование соответствует минимальным значениям эффективности ASHRAE 90.4, оно автоматически удовлетворяет требованиям ELC.

Значение специализированных метрик

Метрика	Что показывает	Где применяется
pPUE	Энергоэффективность отдельной зоны	Колокейшн, ЦОД со сторонним охлаждением
MLC	КПД охлаждения при частичных нагрузках	Проектирование по ASHRAE 90.4
ELC	КПД всей электрической системы	Верификация эффективности UPS/трансформаторов/распределения

Ключевые идеи

pPUE применяется для зон, находящихся под контролем оператора, и не заменяет PUE.
MLC и ELC — обязательные элементы ASHRAE 90.4, определяющие требования к эффективности охлаждения и электропитания.
MLC отражает эффективность охлаждения при частичных нагрузках — наиболее точный показатель реальной эксплуатации.
ELC показывает потери в электротехнической цепочке и напрямую влияет на итоговое значение PUE.
Специализированные метрики используются для инженерного анализа и проектной оценки, а не для маркетинговых сравнений.