Недостатки PUE

Несмотря на популярность PUE, данная метрика имеет ряд недостатков. Любой показатель, стремящийся свести описание работы сложной системы к определению значения единственной величины, не позволит осуществить моделирование ряда важных деталей, и его легко будет обмануть.

Elektrosat расчет тороидального трансформатора.

Общая мощность, потребляемая объектом

Первым недостатком является определение общей мощности, потребляемой объектом. Оригинальный документ, выпущенный Green Grid, определяет общую мощность, как «мощность, измеренную на счетчике электроэнергии». На первый взгляд, определение кажется исчерпывающим, но оно накладывает недостаточно строгие ограничения на измеряемую величину. На многие небольшие дата-центры подается ток с низким напряжением 380В, но на некоторые объекты подается более высокое напряжение (например, 10кВ).

На некоторых ЦОД производят измерение потребляемой мощности на участке со средним напряжением. Некоторые ИБП устанавливаются на участке электрической цепи со средним напряжением, а некоторые – с низким (380В). При том очевидно, что мощность, потребляемая ИБП, составляет существенную часть расходов.

На основе приведенных выше рассуждений можно сделать вывод, что величина PUE может включать в себя потери на двойную конвертацию напряжения (понижающие траснформаторы), на однократную конвертацию напряжения, а может и вовсе не включать в себя соответствующих потерь. Это серьезно влияет на получаемый результат, и более мелкие предприятия кажутся более энергоэффективными. Более того, появляется возможность завысить цифры  и получить значение PUE, которое на предприятии достигнуто быть не может.

Использование контейнеров

Во многих модульных ЦОД используются контейнеры, на вход которых подается ток напряжением 400В. Существует ряд поставщиков оборудования для модульных дата-центров, которые относят весь контейнер целиком к ИТ-оборудованию, что позволяет не учитывать конвертацию 600В в 380В (а иногда и в 220В). Данный факт серьезно влияет на измеряемую величину, но гораздо более значительный негативный эффект наблюдается со стороны механического оборудования

В контейнеры часто встраиваются кондиционеры CRAH (Computer Room Air Handling) и CRAC (Computer Room Air Conditioning). Это означает, что существенная часть механической инфраструктуры фигурирует в расчетах, как ИТ-оборудование, и контейнеры кажутся более эффективными, чем на самом деле. Ирония состоит в том, что конструкция контейнеров, о которых идет речь, на самом деле очень хороша, и нет необходимости обманывать метрику, но все же искажение показателей имеет место, так что внимательно читайте детали, написанные мелким шрифтом.

Искажение показателей на уровне сервера/инфраструктуры

Во многих модульных схемах ЦОД, использующих стойки, применяются крупные стоечные вентиляторы вместо множества неэффективных маленьких вентиляторов, встраиваемых в серверы. Обычно, серверные вентиляторы относят к ИТ-оборудованию, но в современных схемах, предполагающих использование стоечных вентиляторов, их относят к инфраструктуре.

В некоторых случаях мощность вентиляторов может достигать 100Вт (не покупайте такие серверы). Это может привести к тому, что ЦОД, использующий стоечные вентиляторы, будет иметь более низкий PUE. Это неправильно, и мы не хотим толкать отрасль на ложный путь. И вот еще один момент: ИТ-оборудование обычно предполагает использование отдельного блока питания для каждого сервера, но во многих схемах, таких, как IBM iDataPlex, используется общий стоечный блок питания. Еще раз отмечу, что это очень хорошая схема, и в будущем она будет применяться все чаще, но в ней затраты на ИТ-оборудование вновь переходят в область инфраструктуры. В подобной ситуации PUE дает неправильный результат.

Значение PUE, меньшее 1.0

В официальном документе The Green Grid говорится, что «PUE может иметь значение от 1.0 до бесконечности», а также «…величина PUE, стремящаяся к 1.0, будет означать 100% эффективность (то есть, вся энергия потребляется ИТ-оборудованием)». В действительности, примерно так все и обстоит. Однако, вполне реально получить значение PUE, меньшее 1.0. Рассмотрим эту ситуацию на примере ЦОД со значением PUE, равным 1,2.

ЦОД с PUE = 1.2, рассеивает 16% энергии в процессе распределения мощности и питания систем охлаждения. Часть тепла может рассеиваться на трансформаторах, находящихся на улице, но нам точно известно, что по крайней мере 83% тепла будет рассеиваться на серверах, находящихся внутри здания ЦОД.

Предположим, что существует возможность использовать 30% рассеиваемого тепла для получения коммерческой прибыли. Например, его можно пустить на обогревание выращиваемых поблизости сельскохозяйственных культур, томатов или других растений, что позволит им выжить в климате, для которого они не приспособлены. Тепло также может использоваться для выращивания водорослей, на основе которых производится био-дизель. Если придумать способ транспортировки рассеиваемого тепла, и если использовать хотя бы 30% доступного объема, то можно достигнуть PUE = 0,9. Таким образом, если научиться извлекать прибыль всего лишь из 30% рассеиваемого тепла, то можно достигнуть PUE меньше 1.

Достигнуть значения PUE, меньшего 1, вполне реально, и я бы хотел посмотреть, как это будет происходить. Много лет назад отрасль баз данных стремилась к достижению величины 1000 транзакций/сек. Конференция Hig h Performance Transactions Systems (HPTS, высокопроизводительные транзакционные системы) первоначально создавалась в помощь достижению этого (казавшегося невероятным) результата. Значение 1000 транзакций/сек было преодолено много десятилетий тому назад, но HPTS по-прежнему остается фантастической конференцией. Необходимо предпринять то же самое в отношении PUE и преодолеть планку величиной в 1.0 к 2015 году. Сложно достигнуть величины PUE ниже 1.0, но это может быть сделано и будет сделано.