Factores que afectan al PUE en centros de datos

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Una de nuestras principales preocupaciones cuando construimos nuestro primer centro de datos o cuando empezamos a usar algunos CPD neutros era el PUE.

PUE es Power Usage Effectiveness, una métrica que sirve para medir la eficiencia energética de los centros de datos.

El crecimiento de Internet está llevando a un mayor número de centros de datos para cubrir la ingente demanda de computación, además es un mercado para el que se esepra un gran crecimiento, todo esto requiere un gran esfuerzo para lograr una alta eficiencia energética.

PUE es la métrica que tendremos que conocer para mejorar nuestra eficiencia energética. Su cálculo se realiza así: PUE = Potencia eléctrica total del CPD / Potencia eléctrica total consumida por los sistemas.

eficiencia energética en centros de datos

El rango en el que se mueve el PUE está entre 1.0 hasta el infinito. El valor 1.0 indicaría que tenemos una eficiencia del 100%. La mayoría de estudios relativos a centros de datos hablan de valores PUE por debajo de 2.5. Pero realizando un buen trabajo para optimizar las infraestructuras es posible alcanzar cotas por debajo de 1.20 de PUE. Algunos ejemplos de empresas con un PUE por debajo de este valor son Google y Apple con sus propios centros de datos donde han hecho un gran esfuerzo por conseguir una alta eficiencia energética.

El estándar hoy nos dice que un PUE de 1.6 es un buen dato para un centro de datos, un 1.4 muy bueno y un 1.2 es excepcional. Sería ideal tener una guía con el PUE de los diferentes centros de datos del mundo, pero no he conseguido encontrar una guía como tal.

El inverso del PUE es el DCiE (Datacenter Infrastructure Efficiency). La potencia eléctrica consumida por el equipamiento de IT dividido de la potencia eléctrica total del centro de datos en porcentaje. Su valor máximo es el 100%, pero los valores típicos oscilan entre el 85% y el 28%.

De esta forma el PUE no aportar una medida de la cantidad total de energía que necesita un centro de datos que aloja servidores y equipos de comunicaciones en relación con la energía que estos sistemas utilizan de forma directa. A esto tenemos que añadir que estos edificios necesita mantener una serie de condiciones climáticas de temperatura y humedad, que son los responsables del principal coste de energía. Por supuesto sin olvidar que además estos centros de datos proporcionan niveles de redundancia eléctrica a tener en cuenta para los cálculos y costes.

La factura eléctrica de un centro de datos es de todo menos pequeña y gracias al PUE y el DCiE podemos saber que parte de esta factura corresponden a sistemas de IT y cual al resto de infraestructura que da soporte al centro de datos.

Estos son algunos de los factores que afecta directamente al PUE

  • Climatización: El valor del PUE varía según la época del año. El clima impacta de forma directa en los sistemas de refrigeración que se utilizan. Por eso en lugares con clima frío durante más meses el PUE suele ser menor.
  • Gestión de los flujos de aire: Realizar una buena gestión del flujo de aire es muy importante para mejorar la eficiencia del centro de datos. Hay que minimizar la mezcla entre el aire caliente y el aire frío mediante un buen diseño de contención. Por ejemplo mediante la creación de pasillos fríos cerrados y pasillos calientes abiertos con evacuación.
  • Niveles de redundancia eléctrica y de climatización: Cuanto mayor es la disponibilidad de una infraestructura y mayor su nivel de redundancia, es lógico que sea mayor el consumo eléctrico y menor la eficiencia energética. Para comparar el PUE entre centros de datos hay que hacerlo siempre que tengan los mismos niveles de redundancia.
  • Sistemas de climatización eficientes: Este es el elemento que mayor impacto puede tener el PUE de tu centro de datos. Una buena elección de estos será realmente importante.
  • Sistemas eléctricos y UPS eficientes: Un UPS no es eficiente al 100%. Su eficiencia depende de la carga que lo alimenta y entre menor sea la carga que soporte con respecto a su capacidad nominal, menor será la eficiencia. Podríamos decir que casi todos los centros de datos operan a niveles de carga bajos y sus UPS rara vez superan cargas del 40% por claros motivos de redundancia, lo que provoca bajos niveles de eficiencia. Cuanto mayor sea la eficiencia de los UPS y a mayor carga se operen, obtendremos un mejor valor para el PUE.
  • Ocupación y capacidad del Centro de Datos: Como es lógico la eficiencia del consumo eléctrico también varía según lo lleno que este el centro de datos.

Os recomiendo también echarle un ojo a informes como el de The Green Grid que podéis descargar en PDF (A Comprehensive Examination of the Metric) desde aquí.

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