Метрика PUE от The Green Grid

Метрика PUE (Power Usage Effectiveness) применяется для количественной оценки энергоэффективности ЦОД. PUE показывает, сколько энергии потребляет вся инфраструктура объекта по отношению к ИТ-нагрузке. Стандарт разработан The Green Grid и стал основой международной практики энергоэффективного проектирования и эксплуатации.

Назначение и область применения

PUE применяется для оценки текущего состояния энергоэффективности и сравнения исторических данных в рамках одного ЦОД. Метрика не предназначена для маркетинговых целей и межобъектных сравнений без раскрытия условий эксплуатации.

Основные задачи применения PUE:

оценка распределения энергопотребления между ИТ-оборудованием и инженерной инфраструктурой;
выявление неэффективных участков энергопотребления (охлаждение, распределение питания, вспомогательные системы);
отслеживание динамики эффективности эксплуатации;
проверка корректности настройки оборудования (UPS, распределительные панели, трансформаторы).

PUE зависит от климатических условий, сезонности, загрузки ИТ-нагрузки, схемы охлаждения и топологии электроснабжения. Корректные сравнения возможны только при одинаковых условиях.

История разработки метрики

В 2007 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) выпустило отчёт, где указало на необходимость создания унифицированной методики оценки энергоэффективности ЦОД. Рекомендация: сформировать объективную, воспроизводимую метрику, учитывающую охлаждение, распределение энергии и ИТ-нагрузку.

Ответом стал стандарт PUE, предложенный The Green Grid.

Определение и формулы PUE

$$ \text{PUE} = \frac{\sum P_\text{поступившая в ЦОД}}{\sum P_\text{ИТ-нагрузки}} $$

где:

$P_\text{поступившая в ЦОД}$ — суммарная мощность всех инженерных систем;
$P_\text{ИТ-нагрузки}$ — мощность серверов, СХД и сетевого оборудования.

$$ PUE = \frac{P_{mechanical} + P_{electrical} + P_{other}}{P_{IT}} $$

где:

$P_{mechanical}$ — охлаждение;
$P_{electrical}$ — потери в электросетях и UPS;
$P_{other}$ — прочие нагрузки;
$P_{IT}$ — потребление ИТ.

Дополнительные коэффициенты:

$$PUE_{mechanical} = \frac{P_{mechanical}}{P_{IT}}$$ $$PUE_{electrical} = \frac{P_{electrical}}{P_{IT}}$$ $$PUE_{other} = \frac{P_{other}}{P_{IT}}$$

Источники измерения энергии

Энергопотребление должно регистрироваться на уровнях:

вводное устройство / трансформатор;
ГРЩ и распределительные щиты;
UPS (вход / выход);
панели критической и некритической нагрузки;
системы охлаждения;
ИТ-стойки (желательно раздельно).

Методология измерений регламентирована документом PUE: A Comprehensive Examination of the Metric (The Green Grid).

Трактовка значений PUE

PUE	Интерпретация	Комментарий
> 2.0	Низкая эффективность	Старые ЦОД
1.5–2.0	Средний уровень	DX-охлаждение, распространено в РФ
1.3–1.5	Хороший уровень	ЦОД с фрикулингом
1.2–1.3	Высокая эффективность	Современные решения
< 1.2	Лучшие практики	Требуются продвинутые технологии охлаждения

Ограничения применения PUE

Нельзя сравнивать разные ЦОД без раскрытия условий эксплуатации.
Заниженный PUE возможен при недогруженной ИТ-нагрузке.
Снижение температуры подачи может улучшить PUE, но повышает риски.
PUE не отражает производительность ИТ-систем и полезную работу.

Ключевые идеи

PUE — базовый международный показатель энергоэффективности ЦОД.
Сравнения корректны только для одного объекта и одинаковых условий.
Метрика помогает выявлять потери в охлаждении и распределении энергии.
Низкие значения достигаются при высокой загрузке ИТ и оптимизации инженерных систем.
Для корректных измерений требуется стандартизированная методология.