Что такое PUE? Простое объяснение и формула
PUE (Power Usage Effectiveness) — коэффициент эффективности использования энергии. Он нужен для оценки работы дата-центра.
Этот коэффициент иллюстрирует, какая доля электроэнергии используется по прямому назначению. Ведь в дата-центре есть системы охлаждения, освещения, кондиционирования, видеонаблюдения и т. д. Все они требуют электроэнергии. И важно понимать, как она расходуется.
Итак, PUE — это весь объём электроэнергии, разделённый только на тот, что ушёл обработку и хранение информации. Чем меньше лишних затрат, тем лучше.
Вот формула PUE:
PUE = Общая энергия, потребленная ЦОДом / Энергия, потребленная IT-оборудованием
Например, если дата-центр взял из сети 100 кВт. Причём серверы и сетевое оборудование потратили 50 кВт. Выходит, PUE = 2.0. Это значит, что на каждые 50 кВт полезной работы половина идёт на второстепенные нужды. Эффективность довольно низкая.
Почему PUE так важен? Три ключевые причины
PUE — это не просто технический показатель для отчётов. Это ключевой параметр, который напрямую влияет на бизнес, экологию и развитие дата-центра. Вот три основные причины, почему ему уделяют так много внимания:
-
вопрос стоимости
Самая очевидная причина — деньги. Электричество ведёт к удорожанию строительства ЦОДа. Чем выше PUE, тем больше тратится на обслуживание. Снизив коэффициент, провайдер сделает свои услуги дешевле. А это прямой путь укрепить позиции на рынке.
-
углеродный след
Высокий PUE губителен для окружающей среды. Нагрузка на электростанции запредельная и, как следствие, выбросы CO2 высокие. Поэтому низкий PUE говорит об ответственном подходе компании. Многие клиенты при выборе провайдера обращают на это внимание.
- масштабируемость
Энергоэффективность определяет потенциал роста. Чем ниже PUE, тем больше размещается серверных стоек в дата-центре. А значит, у провайдера стратегическое преимущество: у него выше потенциал для масштабирования бизнеса.
Каким бывает PUE? От идеала до реальности
На практике PUE редко бывает идеальным. Слишком много факторов на него влияют — от технологий до температуры наружного воздуха. Рассмотрим несколько диапазонов значений:
-
1.0 — недостижимый идеал
В теории идеальный PUE равен единице. На деле этого невозможно добиться — инфраструктурные затраты электроэнергии неизбежны.
-
1.1 — 1.2 — превосходный результат
Такие значения характерны для современных дата-центров. Они построены «с нуля», по современным проектам. Поэтому инженерные системы в этих ЦОДах разработаны с учётом применения передовых технологий. Например, свободное охлаждение или фрикулинг, энергоэффективные ИБП и системы мониторинга.
-
1.3 — 1.5 — хороший уровень
Такой PUE большинства качественных дата-центров, построенных за последние 5-7 лет. В основе значения — продуманная инфраструктура и эффективное управление.
-
1.6 — 1.8 — средний показатель
Характерен для устаревших ЦОДов, где используются неэффективные системы охлаждения (например, чиллеры с воздушным охлаждением конденсаторов) или где не оптимизированы потоки воздуха в серверных залах. Такой показатель часто свидетельствует о необходимости модернизации.
-
2.0 и выше — тревожный сигнал
Значения выше двух — это критически плохой показатель. Наверняка есть серьёзные ошибки в проектировании или эксплуатации. Так бывает в небольших серверных, где применяют устаревшие методы энергосбережения.
Важный нюанс: PUE — величина непостоянная
Коэффициент PUE переменный и зависит от трёх ключевых факторов:
-
времени года
Летом система охлаждения работает интенсивнее — и PUE растёт. Зимой показатель снижается.
-
загрузки ЦОДа
При низкой нагрузке на IT-оборудование (например, ночью) доля затрат на инфраструктуру становится больше, и PUE может временно ухудшиться.
-
наружной температуры
Даже за одни сутки показатель колеблется из-за перепадов температуры и влажности.
Поэтому важно среднегодовое значение PUE. Разовые измерения не годятся для серьёзных выводов.
Почти за 20 лет ЦОД как отрасль шагнула далеко вперёд. Это видно по среднемировому значению PUE — показатель упал с 2,5 до 1,56. График построен по данным компании Uptime Institute:
Как снижают PUE? Основные методы
Снижение PUE — это комплексная задача, которая требует и современных технологий, и грамотного проектирования. Вот ключевые методы, которые используют ведущие дата-центры.
Повышение рабочей температуры: как это помогает экономить
Раньше считалось, что серверы нуждаются в постоянном охлаждении до 18–20°C. Поддержание такого «арктического» микроклимата требовало огромных затрат на охлаждение.
Сегодня подход другой. Ведь современные серверы стабильно работают при температуре до 27°C. Некоторые устройства — даже при 40°C. Это изменило стандарты эксплуатации. Во многих дата-центрах допустимая температура доходит до 22–24°C.
Свободное охлаждение (фрикулинг)
В странах с холодным климатом можно воспользоваться естестественным охлаждением. Это частично снимет нагрузку с чиллеров. Энергозатраты снизятся, а серверы будут охлаждаться практически бесплатно.
Оптимизация воздушных потоков (airflow)
Горячие и холодные воздушные коридоры нужно разделять. Их смешивание снижает эффективности холодоснабжения. Подача холода должна производиться точечно. Поэтому важно изолировать воздушные потоки всеми доступными способами. Например, обеспечить герметизацию коридоров, установить заглушки в пустых юнитах серверных стоек, правильное расположить оборудование. Перечисленные меры предотвращают смешивание, повышают эффективность охлаждения. А значит, снижают PUE.
Переход на энергоэффективное оборудование
В электроснабжении также важно не отставать: обновлять источники бесперебойного питания, использовать экономичные системы освещения и датчики движения. Эти решения требуют капитальных вложений, но они быстро окупаются. Ведь расходы на электроэнергию существенно сокращаются.
Инновационный подход: контейнерные ЦОД
А вот что действительно популярно — так это контейнерные дата-центры, или КЦОДы. По сути, это готовые модули. Они упакованные в стандартный контейнер. Внутри уже есть всё необходимое: серверные стойки, инженерные системы, включая видеонаблюдение.
Главный их козырь — потрясающая энергоэффективность. За счёт продуманного охлаждения (например, с помощью косвенного фрикулинга или даже иммерсионных технологий) и плотной компоновки оборудования, таким дата-центрам удаётся достигать рекордно низких показателей PUE — в районе 1.1–1.3.
К примеру, у Cloud4Y можно взять такой контейнерный ЦОД в аренду в Подмосковье. Инфраструктура там полностью резервирована, что значит — надёжно. И самое главное: не нужно строить отдельное здание и закупать оборудование. Заказал, привезли, подключили — и можно работать.
Идеальное решение для тех, кому важны скорость, мобильность и гибкость. Например, для запуска edge-вычислений где-нибудь на удалённом объекте или для временных проектов, где свой ЦОД строить нецелесообразно.
Ограничения PUE: о чем важно помнить
PUE — мощный инструмент, но он не всесилен. У этого показателя есть несколько важных ограничений, о которых стоит знать.
PUE не отражает эффективность IT-оборудования. Даже 1.1 не гарантия того, что серверы качественные. ЦОД может быть с низким PUE, но энергии для тех же вычислений будет уходить много. Современные серверы могут быть вдвое эффективнее устаревших. PUE отражает качество инфраструктуры, а не вычислений.
Это «верхнеуровневый» показатель. Для полной картины устойчивости дата-центра нужны и другие метрики. Например, CUE (Carbon Usage Effectiveness) оценивает углеродный след, а WUE (Water Usage Effectiveness) — сколько воды тратится на охлаждение.
Его можно некорректно измерить. Значение PUE зависит от точки замера. Недобросовестный оператор может измерить его выборочно в самое благоприятное время или в самом эффективном сегменте дата-центра. Поэтому важно ориентироваться на среднегодовые значения, предоставленные авторитетными провайдерами.
Заключение: один показатель для сложной системы
PUE около 20 лет остаётся мерилом энергоэффективности и престижа. Это показатель того, сколько сил провайдер вкладывает в оптимизацию и снижение вреда для окружающей среды.
Коэффициент энергоэффективности ЦОДов стимулирует развитие нескольких направлений. Бизнес укрепляет свои позиции на рынке. Углеродный след от всей цифровой индустрии снижается. А инженеры совершенствуют технологии. Выгода от снижения PUE больше, чем кажется на первый взгляд.
И конечным потребителям тоже важно это учитывать. Дата-центры с низким PUE стали признаком зрелости бизнеса.
