Hiệu quả sử dụng năng lượng hoặc PUE là thước đo hiệu quả tiêu chuẩn cho mức tiêu thụ năng lượng trong các trung tâm dữ liệu. Một định nghĩa đơn giản về PUE là tỷ lệ giữa tổng năng lượng của cơ sở so với năng lượng của thiết bị CNTT được sử dụng trong trung tâm dữ liệu và có thể được biểu thị bằng công thức:

Tổng năng lượng của cơ sở bao gồm năng lượng dành riêng cho cơ sở trung tâm dữ liệu hoặc phòng dữ liệu, được đo bằng đồng hồ. Điều này bao gồm tất cả các phụ tải, kể cả thiết bị CNTT, hệ thống làm mát, hệ thống chiếu sáng và các bộ phận cung cấp điện.
Tổng số thiết bị CNTT bao gồm tất cả năng lượng được cung cấp cho thiết bị tính toán, lưu trữ và kết nối mạng, bao gồm các thiết bị điều khiển khác như bộ chuyển mạch KVM, máy trạm, màn hình và máy tính xách tay.

Mặc dù tỷ lệ đơn giản và được chấp nhận như một thước đo hiệu suất tiêu chuẩn, việc tính toán PUE không đơn giản như công thức. Có một số cân nhắc thực tế

Hiểu PUE trong Trung tâm dữ liệu
Nói chung, PUE không phải là phép đo một lần. Theo dõi PUE theo thời gian cho một trung tâm dữ liệu duy nhất sẽ tiết lộ hiệu suất của cơ sở so với tính toán cơ sở ban đầu của nó. Mặc dù Uptime Institute báo cáo PUE trung bình trong các trung tâm dữ liệu cho năm 2020 là 1,58, nhưng số liệu này có thể không hoàn toàn hữu ích để so sánh giữa nhiều trung tâm dữ liệu, mỗi trung tâm có cấu hình riêng.

So sánh các phép đo PUE với các trung tâm dữ liệu khác nhau, thậm chí là các cơ sở rất giống nhau, chứng tỏ là một thách thức. Hai trung tâm dữ liệu, có kích thước gần giống nhau nhưng ở các địa điểm khác nhau (có thể là các khu vực hoặc quốc gia khác nhau) có thể dễ dàng tiêu thụ năng lượng theo những cách khác nhau đáng kể vì một số lý do.
Ví dụ, sự khác biệt về khí hậu và thời tiết địa phương, dịch vụ lưới điện và thậm chí cả vật liệu xây dựng cơ sở có thể ảnh hưởng đến việc sử dụng năng lượng.
Ngoài ra, những gì được các nhóm trung tâm dữ liệu khác nhau coi là có liên quan hoặc quan trọng trong tính toán PUE của họ không phải lúc nào cũng giống nhau. Các nhóm cần xem xét cách phân loại các hệ thống con theo tải CNTT, tải cơ sở hạ tầng hoặc không liên quan và thậm chí xem xét liệu có thể đo lường trên thực tế hay không.
Những thách thức tiềm ẩn để so sánh PUE giữa các cơ sở bao gồm:

• Các hệ thống con có trong một trung tâm dữ liệu có thể không có trong một trung tâm dữ liệu khác
• Các hệ thống con hỗ trợ các cơ sở sử dụng hỗn hợp, chẳng hạn như các chức năng phi trung tâm dữ liệu như tháp giải nhiệt hoặc thiết bị làm lạnh và không thể đo lường trực tiếp hoặc dễ dàng
• Thiết bị cho các hệ thống con cụ thể là không thực tế và tốn kém, chẳng hạn như các đơn vị phân phối điện (PDU), chứa nhiều ổ cắm nhân với số lượng PDU được sử dụng trong cơ sở
• Các điểm đo thực tế, chẳng hạn như đồng hồ đo, có thể bao gồm các tải không liên quan đến trung tâm dữ liệu và khó tách biệt

Cách tính PUE chính xác

Nơi thực hiện các phép đo năng lượng sẽ tác động đến cách phân bổ mức sử dụng năng lượng cho danh mục thích hợp của nó, mức sử dụng cơ sở hoặc mức sử dụng CNTT. Để đọc cơ sở, hãy thực hiện các phép đo tại hoặc gần đồng hồ đo tiện ích của cơ sở. Đối với các cơ sở sử dụng hỗn hợp hoặc trung tâm dữ liệu, chỉ nhắm mục tiêu đồng hồ cung cấp năng lượng cho trung tâm dữ liệu

Các trung tâm dữ liệu dùng chung đồng hồ đo tiện ích với các phần không thuộc trung tâm dữ liệu đặt ra vấn đề trong việc quy kết các phép đo chính xác. Trong những trường hợp này, việc ước tính phần không phải là trung tâm dữ liệu và khấu trừ nó khỏi tổng mức sử dụng có thể là lựa chọn duy nhất.

Việc đo tải thiết bị CNTT nên được đo sau khi tất cả các chuyển đổi nguồn, chuyển đổi và điều kiện đã được áp dụng. Trong các phòng máy chủ, PDU là vị trí chính xác nhất để đo tổng công suất được cung cấp cho các giá máy chủ.

Hiệu quả của cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu (DCiE) là gì?

Đối ứng của PUE sẽ đo lường hiệu quả năng lượng của một trung tâm dữ liệu. Hiệu quả của cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu (DCiE) là tỷ lệ đó và có thể được tính bằng một trong hai công thức này.

Những người xác định tính hữu dụng của DCiE phải vật lộn với những thách thức tương tự khi đo PUE, rõ ràng là PUE và DCiE không dễ so sánh với các cơ sở khác nhau, ngay cả trên các trung tâm dữ liệu tương tự.

Trường hợp các phép đo có giá trị là khi được sử dụng để đánh giá hiệu suất năng lượng của trung tâm dữ liệu. Nếu quy trình này được tự động hóa thông qua phần mềm hiệu suất năng lượng và trong thời gian thực, thì cả PUE và DCiE đều có thể cung cấp mức độ hiểu biết sâu sắc về các ứng dụng kinh doanh quan trọng. Bằng cách hiểu mức tiêu thụ điện năng ở các cấp độ chi tiết khác nhau của trung tâm dữ liệu, có thể dễ dàng phát hiện ra các sự cố rò rỉ điện năng và hệ thống sử dụng kém hiệu quả, đồng thời cắt giảm chi phí.

Các chỉ số hiệu quả khác của trung tâm dữ liệu

Với sự ra đời và áp dụng các số liệu như PUE và DCiE, các số liệu kiểu hiệu quả khác từ The Green Grid đã nổi lên như các biện pháp hữu ích cho hiệu quả của trung tâm dữ liệu.

• Hiệu quả tái sử dụng năng lượng (ERE) đo lường hiệu quả của cơ sở trong việc chuyển hướng năng lượng sang các mục đích sử dụng khác trong cơ sở, chẳng hạn như sử dụng bộ trao đổi nhiệt để chuyển đổi nhiệt thải ra của máy chủ thành nhiệt cho các tòa nhà xung quanh.
• Hiệu quả sử dụng nước (WUE) cố gắng đo lượng nước được trung tâm dữ liệu sử dụng để làm mát tài sản CNTT.
• Hiệu quả sử dụng carbon (CUE) là tỷ lệ giữa tổng lượng khí thải carbon dioxide (CO2) do tổng mức tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu gây ra với mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị CNTT.