數(shù)據(jù)中心的高耗能，不僅給使用者帶來了沉重負擔，也造成了全社會能源的巨大浪費，越來越多的數(shù)據(jù)中心在建設(shè)和運維時將電能利用效率（Power Usage Effectiveness，PUE）列為一個關(guān)鍵指標，追求更低的PUE值，建設(shè)綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)共識。
新的國家標準《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》GB 50174-2017在對電能利用效率（PUE）和水利用效率（WUE）進行檢測和計算方面也作了相關(guān)的要求，而且部分企業(yè)和機關(guān)已經(jīng)將PUE作為節(jié)能減排工作的重要考核內(nèi)容，因此，PUE已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)與運維工作的一項重要指標。
PUE是指數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源之比，基準是2，越接近1表明能效水平越好、綠色化程度越高。
一、能耗分析
從PUE比值來看，“PUE=數(shù)據(jù)中心總設(shè)備能耗/IT設(shè)備能耗=（IT設(shè)備能耗+其他非IT設(shè)備能耗）/IT設(shè)備能耗=1+其他非IT設(shè)備能耗/IT設(shè)備能耗”。其中1為定值，關(guān)鍵因素為“IT設(shè)備能耗”和“其他非IT設(shè)備能耗”。
1、IT設(shè)備能耗
IT設(shè)備作為數(shù)據(jù)中心的核心部分，顯而易見，數(shù)據(jù)中心的能耗主要來自IT設(shè)備的電能開銷。據(jù)統(tǒng)計，IT設(shè)備的能耗約占數(shù)據(jù)中心總能耗的50%，主要集中在服務(wù)器、路由器、交換機、存儲等設(shè)備上，其中服務(wù)器系統(tǒng)約占50%，存儲系統(tǒng)約占35%，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備約占15%。
2、其他非IT設(shè)備能耗
非IT設(shè)備能耗涉及UPS、空調(diào)、裝修、照明等方面，甚至變壓器、母線等也影響著能耗。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的能源幾乎都消耗在電源設(shè)備、冷卻設(shè)備和照明設(shè)施上，而空調(diào)為其中占比最大的。很多數(shù)據(jù)中心都是采用風冷式精密空調(diào)，受房間結(jié)構(gòu)限制，精密空調(diào)的效率較低，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的整體能耗較高。UPS主機的自身損耗是數(shù)據(jù)中心能耗不可忽視的一項重要因素。據(jù)統(tǒng)計，當UPS負荷超過30%時，UPS的效率才接近90%。很多數(shù)據(jù)中心考慮后期擴容預(yù)留冗余比較大，運行初期負荷不足20%，UPS效率可能還達不到80%，對自身損耗非常大。
二、節(jié)能措施與建議
根據(jù)PUE公式，節(jié)能主要考慮IT設(shè)備能耗和其他非IT設(shè)備能耗兩方面。
1、IT設(shè)備節(jié)能措施
有效規(guī)劃，淘汰部分老舊設(shè)備。大多數(shù)數(shù)據(jù)中心仍有舊的技術(shù)平臺處于運行中，供進行存檔或研究之用，或者有一些應(yīng)用服務(wù)器雖在運行，但根本沒有用戶。盤存這些系統(tǒng)并制定淘汰計劃是很有必要的，即使系統(tǒng)沒有實際被淘汰，也可以使其脫機并關(guān)閉。
采用合理技術(shù)，有效整合資源。一是大多數(shù)新服務(wù)器都具有電源管理功能，系統(tǒng)管理員應(yīng)在具有電源管理功能的所有設(shè)備上啟用該功能。二是將多個不沖突的舊技術(shù)平臺上的應(yīng)用合并到新服務(wù)器上，既可以減少服務(wù)器數(shù)量，又可以提高設(shè)備的利用率。三是對服務(wù)器進行虛擬化，最大限度地提高服務(wù)器運行能力，同時還能減少服務(wù)器數(shù)量，大幅降低IT功率需求。
2、其他非IT設(shè)備節(jié)能措施
UPS節(jié)能。合理計算和規(guī)劃數(shù)據(jù)中心UPS容量，提高UPS效率，盡量選擇多機并聯(lián)模式，避免大容量UPS單機運行。如可以用多臺小功率UPS并聯(lián)運行的模式代替一臺大功率單機運行模式，通過控制開啟小功率UPS的數(shù)量，既滿足容量需要又提高單臺UPS的負載率和轉(zhuǎn)換效率。
空調(diào)節(jié)能。通過建設(shè)冷、熱通道，對高功率密度的機柜封閉冷熱通道等措施，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心氣流組織，有效提高空調(diào)的效率。我國大部分數(shù)據(jù)中心運行溫度為23℃~24℃，新國標已將運行最高溫度調(diào)整到27℃。據(jù)估算，制冷參數(shù)變化1℃，可能產(chǎn)生5%—10%的能耗變化，芯片耐高溫性能不斷提升，設(shè)備正常運行溫度也不斷提高，適當調(diào)整數(shù)據(jù)中心溫度可有效節(jié)約能耗。
充分利用自然資源。室外溫度相對較低時，可適當加大對新風的供應(yīng)，或者采用簡易空氣循環(huán)系統(tǒng)，合理利用室外的冷空氣對數(shù)據(jù)中心進行降溫，或者利用太陽能對數(shù)據(jù)中心進行加熱升溫，充分利用自然資源實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)以減少空調(diào)等設(shè)備能耗。
3、PUE值可能體現(xiàn)不出節(jié)能效果
通過PUE指標可以了解節(jié)能措施改進的效果，但是部分情況下得出的結(jié)果可能存在偏差。
IT設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，照明、空調(diào)、新風等輔助設(shè)備運轉(zhuǎn)情況都將對PUE值產(chǎn)生很大影響，不能反應(yīng)數(shù)據(jù)中心的真實情況。特別是夏天測量的PUE與冬天測量的數(shù)值差距很大，建議按年計算或者按月取平均值，其結(jié)果可能更合理。
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