IEC 30134-2: Záchrana pro indikátor PUE?

Indikátor efektivního využití odebrané energie (PUE) byl navržen a představen v roce 2006 sdružením Green Grid a měl sloužit jako užitečná a snadno pochopitelná metodika pro měření energetické efektivity datových center. Cílem bylo, aby indikátor PUE sloužil jako podnět pro zvýšení energetické efektivity tím, že umožní snadnou a rychlou kvantifikaci efektivity jednotlivých vylepšení. Je pravdou, že v naplňování tohoto cíle byl indikátor PUE velmi úspěšný a od jeho představení se typická energetická efektivita nových datových center výrazně zlepšila.

Indikátor PUE je v zásadě jen jednoduchým poměrem celkové energie využité datovým centrem k energii využité jeho IT funkcemi. Právě díky této jednoduchosti je indikátor PUE tak oblíbenou metodikou. Není však dokonalý a jeho slabiny až příliš často umožňovaly jeho zneužití na podporu přehnaně nadšených marketingových prohlášení. To podkopalo důvěru v indikátor PUE, který je proto dnes mnoha IT odborníky považován za zdiskreditovaný a nespolehlivý. Je to nešťastné, protože není pochyb o tom, že při správném použití je indikátor PUE velmi užitečným nástrojem.

Ke zneužití indikátoru PUE mohlo dojít proto, že až dosud nebyly definovány postupy pro jeho měření a výpočet. To dávalo společnostem možnost určovat hodnotu indikátoru PUE za optimálních podmínek (takový indikátor se často nazývá navržený indikátor PUE), tedy nikoli za podmínek, které představují běžný provoz daného datového centra.

Naštěstí se chystá vydání nové normy – IEC 30134-2. Ta byla vyvinuta speciálně proto, aby udělala z indikátoru PUE důvěryhodnější metodiku tím, že přesně určí, jak je potřeba indikátor měřit a jaké informace musí měření doprovázet.

Konkrétně norma jasně stanovuje, že pokud je hodnota popisována jednoduše jako indikátor PUE, musí být založena na měřeních shromažďovaných během celého roku, čímž se vyloučí všechny vlivy různých ročních období. Je dovoleno určovat indikátor PUE i na základě údajů z kratšího období, ale výsledky musí být popsány jako hodnoty iPUE (interim PUE = prozatímní indikátor PUE). Ty jsou určeny primárně pro porovnávání energetické efektivity nových datových center s navrženou hodnotou, aniž by bylo potřeba čekat celý rok, a pro poskytování relativně rychlé indikace efektivity prováděného měření, aby se zlepšila energetická efektivita existujícího datového centra.

Norma IEC 30134-2 rovněž představuje důležité vylepšení tím, že definuje tři kategorie indikátoru PUE. Kategorie 1 (PUE1) přináší základní úroveň rozlišení údajů o energetické výkonnosti, Kategorie 2 (PUE2) přináší střední úroveň rozlišení a Kategorie 3 (PUE3) přináší pokročilou úroveň rozlišení. Pro všechny kategorie je vstupní energie měřena na začátku elektrické instalace, která zásobuje energií elektrické a mechanické vybavení v datovém centru. IT zatížení je však v závislosti na kategorii měřeno na jiných místech.

Nejdůležitějším praktickým důsledkem systému kategorií je to, že vyšší kategorie poskytují postupně přesnější měření využití energie, protože měření se provádí blíže u zařízení spotřebovávajícího energii.

Dodavatelé a provozovatelé datových center si nemohou úplně libovolně volit, jakou kategorii indikátoru PUE použijí. Čím nižší je hlášená hodnota indikátoru PUE, tím vyšší musí být jeho kategorie: datová centra navržená pro optimální efektivitu infrastruktury a nejnižší hodnotu indikátoru PUE musejí pomocí přesnějšího měření doložit pravdivost uváděných údajů.

Norma rovněž vyžaduje, aby byly veřejně publikované hodnoty indikátoru PUE doprovázeny informacemi, které musí – kromě jiného – obsahovat kategorii měření, datum dokončení měření, úroveň přesnosti měření, velikost instalace a podrobnosti o podmínkách vnějšího prostředí, například minimální, maximální a průměrné teploty. Kromě definování výpočtu hodnot indikátoru PUE norma rovněž poskytuje rady pro správné využití zjištěných hodnot. Konkrétně varuje před přímým číselným porovnáváním datových center.

Implementace normy IEC 30134-2 dozajista značně napraví reputaci indikátoru PUE jakožto důvěryhodné metodiky, ovšem jen v případě, že si budou IT odborníci vědomi neodmyslitelných omezení koncepce indikátoru PUE.

Například cílení na nejnižší možné hodnoty indikátoru PUE nemusí být vždy ten nejlepší nápad, protože to může vést k přehnané optimalizaci jednoho konkrétního aspektu datového centra bez zvážení celkového kontextu. Ve skutečnosti jde o překvapivě běžnou situaci, která je často výsledkem „nedostatečného povědomí o kontextu“ a špatné komunikace mezi týmy odpovědnými za různé části projektu.

Rovněž je třeba si uvědomit, že navzdory své užitečnosti není indikátor PUE neomylnou metodikou pro měření energetické efektivity, a to ani v případě naprosto bezchybného měření a výpočtů. Některá měření, která energetickou efektivitu celkově zvyšují, mohou dokonce hodnotu indikátoru PUE zhoršit. Například IT tým datového centra může konsolidovat servery a optimalizovat výkon IT systémů, což povede k obrovské úspoře spotřebovávané energie, ovšem hodnota indikátoru PUE – jednoho z nejdůležitějších klíčových indikátorů výkonu – vzroste.

Jedno datové centrum nainstalovalo systém tepelných čerpadel umožňující využití přebytečného tepla ze serveroven k vytápění místních domácností. V jakémkoli rozumném ohledu se celková energetická efektivita provozu výrazně vylepšila, protože přebytečné teplo již nadále není zbytečně plýtváno. Ovšem hodnota indikátoru PUE se po nainstalování tepelných čerpadel výrazně zhoršila z důvodu energie potřebné k napájení čerpadel.

Tyto dva jednoduché příklady jasně ukazují, že na datové centrum a jeho energetickou efektivitu je třeba nahlížet jako na celý systém, protože jen tak lze porozumět všem důsledkům, které budou mít jednotlivé činnosti provedené v jeho návrhu. Cílem by mělo být zlepšení celkové energetické efektivity a zachování dobré úrovně energetické efektivity za různých podmínek zatížení, nejen při optimálních navržených podmínkách.

Lze ke zvýšení užitečnosti a spolehlivosti indikátoru PUE udělat ještě něco dalšího? Nepochybně ano, ovšem poté se již dostaneme do bodu, kdy náklady a nepraktičnost přidání složitosti přebije původní cíl, kterým bylo mít k dispozici metodiku, kterou lze relativně jednoduše měřit a je snadno pochopitelná.

Například se uvažovalo o tom, že by byl indikátor PUE spolehlivější metodikou, pokud by se zavedla jeho vynucená regulace pravděpodobně doplněná o nezávislé kontroly. V principu se jedná o rozumný návrh, ovšem vyvolává otázku, kdo by tyto kontroly zadával a prováděl a kdo by za ně platil.

Indikátor PUE bude vždy lákavým měřítkem, protože lidé mají ve své přirozenosti touhu po zjednodušování složitých věcí, jako je například hodnocení energetické výkonnosti datového centra. Z toho důvodu je dobrou zprávou pro IT svět, že norma IEC 30134-2 pravděpodobně výrazným způsobem napraví pověst indikátoru PUE. Jak již bylo probráno v tomto článku, vždy je však nutné mít na paměti omezení této neocenitelné metodiky. Konkrétně jde o to, že pokud chcete získat skutečně spolehlivé zhodnocení energetické efektivity datového centra, je nezbytné brát do úvahy celý systém a nezaměřovat se jen na jedinou metodiku – bez ohledu na to, jak lákavé to může být.

Autor: Janne Paananen, Technology Manager zodpovědný za UPS velkých výkonů ve společnosti Eaton.