網際網路數據中心分為整體建築總能效、數據中心的IT設備能效以及伺服器主機的負載能效三個等級,本文會從具體數據和案例的角度講解各個層級能源效率的計算方式和對數據中心的評價意義。
一、IDC總能效評價標準計算方法
已知國際上比較通用的衡量指標為PUE(數據中心電源使用效率)和DCIE(數據中心基礎設施效率)
1. PUE=總耗電/IT設備耗電,基準是2,越接近1表明能效水平越好,這個值越高越說明同條件或者說同一個IDC不同時期的能效評級指標。在國內很多廠商對外的PUE數值是不可信的,因為沒有一家廠商能提供如何獲取這些數值或如何測量的詳細信息,因此PUE已經成了一個被操縱的數字。
2. PUE如果等於1.0是最佳狀態,這意味著所有輸入功率全部被IT設備所消耗,也就不存在製冷,照明,甚至沒有布線(電纜介損),從技術上來說這是不可能的,大多數傳統數據中心的PUE值介於2.5至3.5之間,剛好符合我們在本文開頭所描述的大約佔30%,但新建造的數據中心和貨櫃結構數據中心的PUE通常號稱低於1.1,是可以通過一些測量技巧和手段來進行修正變小的,例如在冬天、晚上、計算力用戶幾乎不在線的情況進行測量, 這樣算出來的總能耗會儘可能的小,並接近IT設備的消耗,從而達到指標操縱的目的。
3. DCIE=1/PUE 這一比值將永遠小於1.越接近1越好,表示基礎設施的效率非常高,但在一些情況也能表示基礎設施條件有限備件少等。
二、 IDC設備能效的計算方法
IDC輸入到每個伺服器的電能並不是全部會應用消耗在CPU運算和存儲模塊設備上,通常在套IT設備中,電源、穩壓模塊和風扇會佔據整個設備的20%以上的供電能耗。
1. 伺服器設備的能效(SPUE)與PUE的測量方法類似,即SPUE=伺服器總能耗/運算相關能耗
2. 伺服器有效能耗是包括CPU、伺服器主板、內存條、磁碟、IO等功能組件的能源消耗。
3. 綠色網格組織統計,SPUE一般會在1.6~1.8左右,其中電源效率是80%,外加主板穩壓模塊超30%的能源損耗。
計算公式過程就是1/(1*0.8[電源效率]*0.7[穩壓模塊效率])=1.78
三、 IDC伺服器負載能效的計算方法
通常伺服器在不運行程序和時候是處於待機狀態(如家用電腦不操作就會進入睡眠和休眠一樣,在低功耗情況下運轉等待被喚醒的狀態),日常作為終端應用服務狀態時也會由著運行的程序計算量變化、網絡數據的變化、IO接入點的變化等等因素導致的負載波動而伴隨的伺服器能耗的符合變化,這個被稱為終端應用層伺服器能效。
1. 國內和國際目前沒有完全統一的標準,但是有一種被廣為認可和可行的方案。
2. 保證不同伺服器運行同一個標準的應用程式,並對系統負荷對比,排除軟體效能對負載能耗的影響,關注伺服器本身的負荷和能耗之間的關係。這個方法聽起來就和咱們平時手機、電腦剛買來時候用的跑分軟體相似,用統一規格的軟體和運行條件及方式來對設備進行一個負載方案上的橫向對比。
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