基于pue评价指标数据中心绿色it技术

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1、基于PUE评价指标数据中心绿色IT技术［摘要］PUE是PowerUsageEffectiveness的简写，是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比，是DCIE(datacenterinfrastructureefficiency)的反比。PUE=数据中心总设备能耗/IT设备能耗，PUE是一个比值，基准是2,越接近1表明能效水平越高。PUE(PowerUsageEffectiveness,电源使用效率)值已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。PUE值

2、越接近于1,还表示一个数据中心的绿色化程度越高。因此，在数据中心机房设计和规划前期，要充分考虑PUE要素，并作为数据中心节能的重要评价指标。后期，在数据中心运营过程中，能够做到更加节能、环保，以期投资收益比的最大化。［关键词］绿色数据中心；能耗；PUE；DCiEdoi:10.3969/j.issn.1673-0194.2014.02.058［中图分类号］TP391［文献标识码］A［文章编号］1673-0194(2014)02-0111-031前言1.1数据中心能耗结构据美国环境保护署的报告，典型的数据中心

3、能耗分布为：数据中心的网络设备(服务器，网络通信与交换，存储器等)的能耗占数据中心总能耗的50%〜52%；机房空调系统占数据中心总能耗的38%〜40%；供电及辅助照明等系统的能耗占数据中心总能耗的8%〜10%[1]。1.2PUE和DCiE能效模型2007年2月，绿色网格组织(GreenGrid)制定了数据中心的能效比指标，分别叫PUE和DCiEoPUE即能量使用效率，是PowerUsageEffectiveness的简写，是评价数据中心能源效率的一个指标，PUE：数据中心总设备能耗/IT设备能耗，PUE是

4、一个比率，基准是2,越接近1表明数据中心能效水平越高。DCiE即数据中心基础设施效率，是DataCenterInfrastructureEffectiveness的简写。其值是PUE的倒数。DCiE=IT设备能耗/数据中心总设备能耗X100%[2]o数据中心典型的PUE和DCiE曲线如图2O数据中心总能耗=制冷用电负荷+供配电能耗+IT设备能耗，TotalFacilityPower=CoolingLoad+PowerEquipmentLoss+ITEquipmentLoad,所以PUE指标分解为：CLF就

5、代表在每WIT负载上消耗的制冷用电量，而PLF就代表在每WIT负载上供电系统的损耗，1.0则永远不会变,因为这是IT负载和自己的比率。这样，就可通过一些子指标来定量表征数据中心能效模型［3］。2数据中心节能技术研究基于上述PUE模型，将从以下3方面进行研究：①IT设备节能研究；②供电系统的节能研究；③制冷系统节能研究。1.1IT设备绿色节能技术研究数据中心IT设备是能耗大户。以服务器为例，服务器最大的能耗来自芯片，单颗Intel至强处理器的功耗为80〜95W,有的达130Wo基于X86服务器环境中，Win

6、dows和Linux服务器利用率一般低于CPU资源的15%；很多UNIX服务器只利用了15%〜25%；这意味着服务器有75%〜90%的时间在消耗电源和冷却资源，却不完成任何工作。针对服务器能耗及利用率低下的问题，厂商不仅在自身产品节能优化上下功夫，同时，兼顾新技术的推广应用。2.1.1自身产品节能技术屡有突破（1）芯片方面，即采用多核的X86芯片技术提升处理能力，从而降低芯片数量的增加。因此，在短短几年时间里,我们见证了处理器从2核、4核、6核、8核，直至12核的飞速发展。（2）电源方面，服务器厂商采用高

7、效电源。如戴尔采用智能节能技术，可在性能增加的同时降低能耗。（3）风扇方面，IBM引入高效率的双段式对转风扇，比传统的风扇设计节能40%o(4)在硬盘方面,机架服务器更多采用的是HDD2.5英寸小硬盘，相比3.5寸大硬盘，有近一半电能的节省。不仅如此,固态硬盘开始在服务器中亮相，与普通HDD硬盘相比，在能耗上，固态硬盘的能耗比HDD硬盘低4/5。2.1.2新技术的推广应用虚拟化技术使多个服务器上的工作负载合并到单个服务器上，使服务器利用率提高到50%〜70%,并且潜在地以削减的成本在X86和UNIX服务器

8、上完成4〜6倍的工作。服务器整机生产厂商纷纷推出各种“绿色”产品与以往服务器相比，当前的服务器无论在性能、计算能力上都可“以一当十”，而能耗在不断降低。除服务器外，还有网络设备、存储设备等，都有相应的虚拟化等新技术支持。2.2供电系统的节能研究一项针对CIO的调查显示，UPS系统实际运行的负载情况都是在30%左右，目前数据中心面临着低效率运行的问题。图4为传统UPS在不同负载百分比情况下的效率示意图。针对UPS电源系统运行现状