为什么PUE在数据中心非常重要，数据中心节能的主要方法有哪些？

摘要：PUE是电源使用效率（power usage effectiveness）的简称，是评价数据中心能源效率的指标。它代表数据中心消耗的所有能源与IT负载（主要是IT设备）消耗的能源之间的比值。

一、PUE在数据中心的重要性

PUE是电源使用效率（power usage effectiveness）的简称，是评价数据中心能源效率的指标。它代表数据中心消耗的所有能源与IT负载（主要是IT设备）消耗的能源之间的比值。

电源使用效率（PUE）是一个关键指标，原因如下：

能源效率评估：PUE为评估数据中心的能源效率提供了一个简单的指标。它突出显示了冷却、电源损耗、照明和支持基础设施消耗了多少额外能源。这种洞察力有助于数据中心运营商了解能源的使用效率

降低成本：通过改进PUE，数据中心可以显著降低能耗，从而降低电费。鉴于能源成本是数据中心最大的支出之一，提高效率对盈利能力有直接的积极影响

环境影响：降低数据中心的PUE可减少其碳排放，从而有助于环境的可持续性。从本质上讲，较低的PUE表明数据中心的能源消耗中有较高比例用于生产性用途，而不是用于冷却系统、电源效率低下和未充分利用的IT设备

基准测试和性能跟踪：PUE允许数据中心根据行业标准和竞争对手对其性能进行基准测试。随时间推移跟踪PUE有助于识别趋势，就能源效率投资做出明智的决策，并监控这些投资的影响

容量规划：了解PUE有助于更明智的容量规划。通过了解在非计算活动上花费了多少能源，数据中心可以更明智地规划升级或扩展，避免不必要的能源消耗增加

竞争优势：低PUE可以通过展示对能源效率和环境管理的承诺来提高数据中心的声誉。这可以吸引那些在选择数据中心服务时优先考虑可持续性和成本效益的客户包括数据中心运营商、IT和网络工程师、设施工程师、依赖数据中心服务的客户以及监管机构，PUE指标都与自身的利益息息相关。

二、数据中心能耗构成及分析

PUE的计算公式为数据中心总耗电量与IT设备耗电量的比值。要降低数据中心的PUE值,首先必须对数据中心的能耗构成进行分析。数据中心能耗主要包括IT设备能耗、供配电系统能耗、制冷系统能耗、照明及其它能耗。数据中心PUE计算的能耗构成如下图所示。

PUE计算公式可改写为:

PUE=(PIT+P制冷+P供配电+P其它)/PIT

关于数据中心能耗构成的比例,国内外很多企业和学者都做了大量的调查与研究,虽然研究结果中各部分占比不尽相同,但能耗构成因素及排序基本相同。在一个PUE约为2的传统的数据中心总能耗中,IT设备能耗占比最高,约为50%;其次是制冷系统能耗,约占35%;再次是供配电系统能耗,约占10%,其中最主要的是UPS设备的能耗,次之是变压器设备的能耗;最后是照明及其他能耗,约占5%。这里的其他能耗主要包括:安防设备、消防设备、电梯、传感器以及数据中心管理系统的能耗等。不同数据中心即使PUE值相同,能耗占比也不同,上述数字仅供参考。PUE为2的传统数据中心典型能耗构成如下图所示。

根据数据中心能耗构成和PUE的计算公式,降低数据中心制冷系统的能耗,对降低PUE值最有效。因此,数据中心的节能措施主要围绕降低制冷系统的能耗开展。传统数据中心采用的风冷制冷方式是最耗电的运行方式。

三、数据中心节能的主要方法

PUE仅是一个数字,对于数据中心的管理者来说,更应该看重数据中心总能耗的降低,即电费投入的降低。因此,所有的数据中心都关注节能问题。在数据中心节能方面,谷歌走在了行业的前列。一方面,谷歌的数据中心在大规模地使用风能、太阳能等可再生能源,它的目标是最终100%使用可再生能源。需要关注的是,可再生能源的使用不会降低数据中心的PUE值,但却可减少数据中心的碳排放。另一方面,谷歌十多年来一直致力于提高数据中心的能源利用效率。以下为5个有效的数据节能方法：

1.测量PUE

只有对PUE进行实事求是的测量,才能了解和及时跟进数据中心能源使用情况。

2.管理气流

良好的气流管理对于提高数据中心的运营能效是至关重要的。这方面可以采用机柜冷/热通道封闭、安装机柜盲板和利用计算流体力学(CFD)的热模拟进行气流组织优化等措施。

3.提高机房温度

无需将数据中心的温度保持在23度,事实上,所有的设备制造商都允许冷通道在27度或更高的温度下运行。提高冷通道的运行温度既可以使免费制冷的时间变长又可以节省更多能源。

4.利用自然冷却

利用自然冷却,无需使用冷却器就能为设备散热。这包括利用低温的环境空气、蒸发冷却技术应用等。

5.优化配电

通过尽量减少电力转换环节,可以将配电损耗降到最小。对于必须进行的转换步骤,使用高效的变压器和配电装置。数据中心配电过程的最大损耗之一来自不间断电源(UPS),因此选择一个高效的转换模式显得尤为重要。另外,还要减少输电线路耗损。

四、数据中心液冷管路常用管路有哪些？

数据中心液冷管路主要分类如下：