Power Usage Effectiveness oder PUE ist eine Standard-Effizienzmetrik für den Stromverbrauch in Rechenzentren. Eine einfache Definition von PUE ist das Verhältnis der Gesamtenergie der Anlage zur Energie der IT-Ausrüstung, die in einem Rechenzentrum verbraucht wird, und kann durch die Formel dargestellt werden:

Die Gesamtenergie der Anlage umfasst die Energie, die der Rechenzentrumseinrichtung oder dem Datenraum gewidmet ist und am Messgerät gemessen wird. Dazu gehören alle Lasten, einschließlich IT-Ausrüstung, Kühlsysteme, Beleuchtungssysteme und Stromversorgungskomponenten.
Die gesamte IT-Ausrüstung umfasst die gesamte Energie, die in Rechen-, Speicher- und Netzwerkgeräte eingespeist wird, einschließlich anderer Steuerungsgeräte wie KVM-Switches, Workstations, Monitore und Laptops.

Trotz der Einfachheit des Verhältnisses und seiner Akzeptanz als Standardleistungsmetrik ist die Berechnung des PUE nicht so einfach, wie die Formel scheint. Es gibt mehrere praktische Überlegungen

zum Verständnis von PUE in Rechenzentren
Im Allgemeinen handelt es sich bei PUE nicht um eine einmalige Messung. Wenn Sie den PUE für ein einzelnes Rechenzentrum im Laufe der Zeit verfolgen, können Sie die Leistung der Anlage im Vergleich zur anfänglichen Basisberechnung ermitteln. Obwohl das Uptime Institute den durchschnittlichen PUE in Rechenzentren für 2020 mit 1,58 angibt, ist diese Kennzahl für den Vergleich mehrerer Rechenzentren mit jeweils unterschiedlichen Konfigurationen möglicherweise nicht ganz nützlich.

Der Vergleich von PUE-Messungen mit verschiedenen Rechenzentren, selbst mit sehr ähnlichen Einrichtungen, erweist sich als Herausforderung. Zwei Rechenzentren von ungefähr gleicher Größe, aber an unterschiedlichen Standorten (vielleicht in verschiedenen Regionen oder Ländern) könnten aus mehreren Gründen leicht auf dramatisch unterschiedliche Weise Strom verbrauchen.
Beispielsweise können sich Unterschiede im lokalen Klima und Wetter, in den Stromnetzdiensten und sogar in den Baumaterialien von Anlagen auf den Energieverbrauch auswirken.
Darüber hinaus ist das, was verschiedene Rechenzentrumsteams in ihren PUE-Berechnungen als relevant oder wesentlich erachten, nicht immer dasselbe. Die Teams müssen überlegen, wie sie Subsysteme als IT-Lasten, Infrastrukturlasten oder irrelevant klassifizieren und sogar überlegen, ob eine Messung praktisch möglich ist.
Zu den potenziellen Herausforderungen beim Vergleich des PUE zwischen verschiedenen Einrichtungen gehören:

• Subsysteme, die in einem Rechenzentrum vorhanden sind, dürfen in einem anderen nicht vorhanden sein
• Subsysteme unterstützen Einrichtungen mit gemischter Nutzung, beispielsweise Nicht-Rechenzentrumsfunktionen wie Kühltürme oder Kältemaschinen, und können nicht einfach oder direkt gemessen werden
• Die Instrumentierung bestimmter Subsysteme ist unpraktisch und kostspielig, wie z. B. Stromverteilungseinheiten (PDUs), die viele Steckdosen multipliziert mit der Anzahl der in der Anlage verwendeten PDUs enthalten
• Praktische Messpunkte wie das Messgerät können Lasten umfassen, die nichts mit dem Rechenzentrum zu tun haben, und erweisen sich als schwierig zu trennen

So berechnen Sie den genauen PUE

Der Ort, an dem Energiemessungen vorgenommen werden, hat Einfluss darauf, wie der Stromverbrauch der entsprechenden Kategorie zugeordnet werden kann, entweder der Anlagennutzung oder der IT-Nutzung. Nehmen Sie für Anlagenablesungen Messungen am oder in der Nähe des Versorgungszählers der Anlage vor. Richten Sie bei gemischt genutzten Einrichtungen oder Rechenzentren nur den Zähler ein, der das Rechenzentrum mit Strom versorgt

Rechenzentren, die einen Verbrauchszähler mit Nicht-Rechenzentrumsteilen teilen, bereiten Probleme bei der Zuordnung genauer Messungen. In diesen Fällen ist es möglicherweise die einzige Option, den Nicht-Rechenzentrumsanteil zu schätzen und ihn von der Gesamtnutzung abzuziehen.

Die Messung der IT-Gerätelast sollte erfolgen, nachdem alle Stromumwandlungen, Schaltvorgänge und Zustände angewendet wurden. In Serverräumen sind PDUs die genaueste Stelle zur Messung der Gesamtleistung, die an die Server-Racks geliefert wird.

Was ist die Effizienz der Rechenzentrumsinfrastruktur (DCiE)?

Der Kehrwert von PUE würde die Energieeffizienz eines Rechenzentrums messen. Die Effizienz der Rechenzentrumsinfrastruktur (DCiE) ist dieses Verhältnis und kann mit einer dieser beiden Formeln berechnet werden.

Diejenigen, die den Nutzen von DCiE bestimmen, müssen sich mit den gleichen Herausforderungen auseinandersetzen wie diejenigen, die den PUE messen, insbesondere mit der Tatsache, dass PUE und DCiE nicht einfach mit verschiedenen Einrichtungen vergleichbar sind, selbst nicht zwischen ähnlichen Rechenzentren.

Wertvoll sind die Messungen vor allem dann, wenn sie zum Benchmarking der Energieeffizienz eines Rechenzentrums verwendet werden. Wenn dieser Prozess durch Energieleistungssoftware und in Echtzeit automatisiert wird, können sowohl PUE als auch DCiE einen Einblick in wichtige Geschäftsanwendungen liefern. Durch das Verständnis des Stromverbrauchs auf verschiedenen Detailebenen des Rechenzentrums können Stromlecks und nicht ausgelastete Systeme leicht entdeckt und deren Kosten gesenkt werden.

Andere Kennzahlen zur Effizienz von Rechenzentren

Mit dem Aufkommen und der Einführung von Metriken wie PUE und DCiE sind auch andere Effektivitätsmetriken von The Green Grid als brauchbare Maßstäbe für die Effizienz von Rechenzentren aufgetaucht.

• Die Effektivität der Energiewiederverwendung (ERE) misst die Effektivität einer Anlage bei der Umleitung von Energie für andere Nutzungen in der Anlage, beispielsweise durch die Verwendung eines Wärmetauschers, um die Abwärme der Server in Wärme für umliegende Gebäude umzuwandeln.
• Mit der Water Usage Effectiveness (WUE) wird versucht, die Wassermenge zu messen, die Rechenzentren zur Kühlung von IT-Ressourcen verbrauchen.
• Die Carbon Usage Effectiveness (CUE) ist das Verhältnis der gesamten Kohlendioxidemissionen (CO2), die durch den gesamten Energieverbrauch des Rechenzentrums verursacht werden, zum Energieverbrauch der IT-Ausrüstung.