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PUE（Power Usage Effectiveness）是指电能利用率，是在分析数据中心电力消耗时用到的重要概念，该标准由绿色网格联盟提出，已经成为国际上比较同行的衡量数据中心电力使用效率的指标。PUE的定义是总能耗与IT设备能耗的比值，是一个大于1.0的数值，PUE值越接近于1.0说明其他设备的能耗越小，效率也就越高。IT设备的能耗取决于IT设备的性能和业务负载，在不更新IT设备的前提下，其能耗由业务负载直接决定，由于短期内业务负载不会发生巨大改变，所以可以认为短期内IT设备的能耗是一个固定值。于是，总能耗与PUE值成正比，而PUE值取决于数据中心基础设施的设计与建设水平以及所处环境的气候条件。据统计，国外先进的数据中心的PUE值可达1.6~1.8，而国内的数据中心PUE值平均在2.0~2.5之间，中心规模的数据中心PUE值更高，有的甚至在3.0以上。近几年新设计建造的数据中心，PUE值可以达到1.8左右。一个典型的PUE为2.2的数据中心，IT设备耗电量占45%，空调设备耗电量占45%，而照明等其他设备耗电量之和不超过10%，可以看出，一半以上的电量都被空调等设备消耗了。 节省数据中心的电力消耗需要从两个方面着手：一方面需要在保证业务系统需求的前提下，尽量降低IT设备的能耗；另一方面需要降低PUE值，提高电力使用效率，因为数据中心的能耗等于IT设备能耗和PUE值的乘积。 降低IT设备的能耗需要定期更新设备。人们普遍存在这样一个误区，认为增加服务器的使用年限可以降低数据中心的成本，于是仍然使用一些早该淘汰的服务器。其实恰恰相反，落后的服务器能耗更高，占地面积更大，出现故障的几率也随之增大。例如，刀片服务器与塔式服务器和机架式服务器相比性能更高，仅从单位性能耗电量一项指标考虑，改用刀片服务器节省的电能就可以抵过购买刀片服务器所增加的成本。 提高服务器资源利用率是降低IT设备能耗的另一个方法。目前数据中心服务器的利用率普遍很低，企业数据中心服务器资源平均利用率在10%~30%之间，很多Windows系统的服务器利用率不足10%。无论如何，这样的数据都让CTO们难以接受，他们不愿意相信一半以上的投资都在被浪费。服务器的性能越来越强，而被有效利用部分的比例却越来越小。要了解为什么提高服务器资源利用率可以省电，先来了解一下服务器利用率和能耗的关系。服务器的能耗通常可以分为两个部分：一部分是CPU的能耗，这部分能耗和CPU的利用率直接相关，CPU的利用率越高则能耗越高；另一部分是主板、内存、网络等其他部件的能耗，这一部分能耗基本为固定值，只与服务器是否开机有关。举一个简单的例子，假设有三台服务器的CPU利用率都是10%，如果可以把上面的应用迁移到一台服务器上，关掉剩下的两台就可以剩下这两台服务器的固定能耗，而运行的服务器的CPU能耗也不会增加太多。电力使用效率是消耗单位电能可提供的计算力，大致是CPU频率和服务器功率的比值。虚拟化技术使得多个虚拟机可以共享同一台物理机，从而达到提升服务器资源利用率的目的。虚拟化技术正在被越来越多的企业广泛采纳，已有很多成功案例。 降低PUE值需要对数据中心的制冷系统做合理的设计与优化。常见的降低PUE值的方法包括数据中心选址、合理设定服务器间隔和空调温度、集中冷却、水冷降温等。首先是数据中心选址，由于空调的能耗和室外温度密切相关，因此将数据中心建在温度较低的地区可以有效减少制冷系统的能耗。其次，需要合理设定服务器间隔和空调温度。服务器太密集，不利于通风散热，服务器太稀疏会增大数据中心面积，从而影响制冷效果。设定空调温度的原则是够用即可，并非越低越好。再次，集中冷却方法是给机柜加上一个隔热门，将机柜内外的空气隔开，让空调的出风口直接将冷风送到机柜内部，这样做的好处是不需要对整个机房全部进行冷却。最后，水冷降温是比用空调降温更节能环保的方法，可以作为制冷系统的补充。例如谷歌公司在美国俄勒冈州的一个数据中心就建在河边，利用河水对数据中心进行冷却，冷水温度升高后被送到室外自然冷却，这一循环过程几乎不消耗电能。 【出处】虚拟化与云计算小组.虚拟化与云计算,电子工业出版社，2009年10月.
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发表于 2025-11-6 12:58:41