Beyaz Kitap: Sürdürülebilirlik Metrikleri Değerlendirmeleri - PUE, Revizyon 1.0 (Ekim 2024)

Özet

Yönetici özeti, PUE'nin veri merkezi altyapı verimliliği için yaygın kullanılan bir metrik olduğunu, ancak altyapı ile ölçüm ve raporlama farklılıklarının veri merkezlerini karşılaştırmayı zorlaştırdığını belirtir. Küresel yıllık ortalama PUE 2022'de 1,55 raporlanmış olsa da birçok veri merkezi zaten 1,10'un altında (yüzde 90'dan fazla altyapı verimliliği) çalışmaktadır; yalnızca PUE sayısına bakarak sonraki iyileştirme alanlarını görmek zordur. Yazarlar Intel'den; gözden geçirenler arasında Microsoft ve OCP Vakfı vardır. Belgenin bir motivasyonu da veri merkezi verimliliğine ilişkin yaklaşan düzenlemelere hazırlıktır.

PUE tarihçesi ve tanımı: metrik 2007'de The Green Grid tarafından tanımlanmış, ISO/IEC 30134-2:2016 standardı olarak benimsenmiştir. Ölçüm noktasına göre PUE1 (UPS çıkışı, temel çözünürlük), PUE2 (PDU çıkışı, orta) ve PUE3 (BT ekipmanı girişi, ileri) kategorileri vardır. PUE toplam veri merkezi enerjisinin toplam BT enerjisine oranıdır, yani 1 artı BT dışı enerjinin BT enerjisine oranı. Kısmi PUE (pPUE) bölge bazında tanımlanır ve bölgelerden sahanın PUE'si türetilebilir; her iki yöntemin sonucu eşleşmelidir.

Ölçüm kısmı statik ve dinamik PUE'yi ayırır. Statik PUE (sPUE) talebe dayalı hesaplanan, tasarım aşamasında kullanılan değerdir ve azami yük (maks TDP), boşta ve optimum yük noktaları için hesaplanabilir. Dinamik PUE ölçülmüş tüketime dayanır ve ön/son ek yoksa rapor edilenin dinamik olduğu varsayılır (örneğin PUE@wue). Belge, PUE'nin BT yüküne göre değiştiğini örnekler: düşük yükte (<yüzde 10) ve yüksek yükte (>yüzde 50) ölçülen PUE farklıdır; yük oranı ve örnekleme periyodu (15 dakikadan yıllığa) belirtilmeden karşılaştırma zordur.

Asıl savı güç dağıtımı ve soğutma bölümleri taşır. Geleneksel rafta her sunucunun PSU'su ve DC-DC dönüştürücüleri kayıp üretir; DC baralı raflarda PSU kaybı paylaşılır. ORV1 12 V, ORV2 12 V ve 48 V, ORV3 48 V bara destekler ve 12 V tasarım aynı bakırla daha yüksek akım ve IR kaybı demektir. Yine de bu kayıplar BT enerjisi sayılır. Soğutmada sunucu fanları geleneksel raf, arka kapı ısı değiştirici ve sıra içi soğutucuda sunucu gücünün yaklaşık yüzde 10'unu kullanır, DTC'de yüzde 5'in altında (fanlar yüzde 50'nin altında görev döngüsü), daldırmada sıfırdır; fanlar ve raf CDU'ları yine BT enerjisi sayılır.

Belge ayrıca iklim ve su etkisini ele alır: aynı iş yükünü çalıştıran iki özdeş tesis İrlanda ve Singapur'da farklı PUE verir; PUE konum (GPS) ile, WUE ve yük ile etiketlenmelidir (PUE@geo, @wue, @load). Daha soğuk su PUE'yi iyileştirebilir ama toplamda daha az sürdürülebilir olabilir. Önerilen gelecek işler: BT ve BT dışı enerji kovalarının sınıflandırmasını geliştirmek, yeni metrik tanımları, ölçüm ve modelleme çerçeveleri, OCP sürdürülebilirlik profili, watt başına performans metriğinin (örn. SERT) uygunluğu ve GWP/CUE incelemesi. Belge CC BY-SA 4.0 lisanslıdır.

Öne çıkan noktalar

1. PUE ISO/IEC 30134-2:2016 standardıdır; kategoriler PUE1 (UPS çıkışı), PUE2 (PDU çıkışı), PUE3 (BT girişi).
2. Küresel yıllık ortalama PUE 2022'de 1,55 raporlanmış; birçok tesis 1,10 altında çalışıyor.
3. Kısmi PUE (pPUE) bölge bazında tanımlanır ve bölgelerden saha PUE'si türetilir.
4. Statik PUE tasarımda talebe göre hesaplanır (maks TDP, boşta, optimum); dinamik PUE ölçülmüş tüketimdir ve nitelendirilmediyse varsayılan olandır.
5. Düşük yükte (<yüzde 10) ve yüksek yükte (>yüzde 50) ölçülen PUE farklıdır; yük oranı ve örnekleme periyodu belirtilmeden karşılaştırma zordur.
6. Sunucu fanları geleneksel hava, arka kapı ısı değiştirici ve sıra içi soğutmada sunucu gücünün yaklaşık yüzde 10'unu, DTC'de yüzde 5'ten azını harcar; daldırmada fan yoktur.
7. Sunucu içi fanlar, raf CDU'ları, daldırma pompaları ve PSU/DC-DC dönüşüm kayıpları geleneksel PUE'de BT enerjisi sayılır.
8. 12 V bara tasarımı, 48 V'a göre aynı güç için daha yüksek akım ve IR kaybı demektir (ORV3 48 V).
9. Aynı tesis İrlanda ve Singapur'da farklı PUE verir; PUE konumla, WUE ve yükle etiketlenmelidir (@geo, @wue, @load).
10. Daha soğuk su kullanımı PUE'yi iyileştirse bile daha az sürdürülebilir olabilir; PUE, WUE ile birlikte değerlendirilmelidir.

Tasarımda kullanımı

• Enerji modeli PUE'yi kategorisi (1/2/3), yük noktası ve örnekleme periyoduyla raporlasın.
• Karma hava/sıvı salonlar için bölge bazlı kısmi PUE (pPUE) desteği verin.
• Sunucu fanı ve raf CDU gücünü BT'den tesis genel gideri tarafına taşıyan ayarlanmış bir metrik gösterin; böylece hava ve sıvı soğutma seçenekleri adil karşılaştırılır (örn. hava için yaklaşık yüzde 10 fan gücü, DLC için yüzde 5'in altı).
• DLC'ye geçişteki PUE kazancının bir kısmının BT içi fan enerjisinin azalmasından geldiği uyarısını gösterin.
• PUE'yi konum (iklim verisi), WUE ve yük oranıyla etiketleyerek raporlayın; soğutma su sıcaklığı seçimlerini WUE ile birlikte değerlendirin.
• Tasarım aşamasında sPUE'yi maks TDP, boşta ve optimum yük noktaları için hesaplayın.

Kimler okumalı

PUE raporlamasını, soğutma mimarisi karşılaştırmalarını ve sürdürülebilirlik metriklerini tasarlayan veya denetleyen veri merkezi mühendisleri ve sürdürülebilirlik sorumluları.

Belgenin bölümleri

1. Yönetici Özeti
2. Kısaltmalar
3. Giriş
4. Güç Kullanım Etkinliği (PUE)
5. PUE Tarihçesi ve Tanımı
6. Kısmi PUE
7. PUE Ölçümü
8. Statik PUE
9. Dinamik PUE
10. BT Yük Değişkenliği
11. Örnekleme Periyodu
12. Ölçüm ve Raporlama
13. Güç Dağıtım Mimarisi
14. Veri Merkezi Güç Dönüştürücüleri
15. Geleneksel Rack Sunucu
16. DC Bara
17. Veri Merkezi Soğutma Mimarisi
18. Geleneksel Soğutma
19. DTC ve Hex
20. Daldırmalı Soğutma
21. Yeni Soğutma Yöntemlerinin PUE Etkisi
22. BT Yükü Değerlendirmesi
23. Coğrafi Etki
24. Su Etkisi
25. Gelecek Çalışmalar
26. Sonuç

İlgili standartlar

• ISO/IEC 30134-2:2016
• EN 50600-4-2
• The Green Grid PUE white papers
• OCP DCF Sustainability Metrics

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Nachimuthu, M.; Kumar, M.J.; Dahlen, E.J. (Intel)

Yayıncı

Open Compute Project Foundation

Yıl

2024

Belge numarası

Rev 1.0

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Sektör kuruluşu

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

Lisans

CC BY-SA 4.0 — atıf vererek ve aynı lisansla paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.opencompute.org

Künye