解读绿色数据中心PUE指标-建筑电气2012.8
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【摘要】介绍对绿色数据中心PUE指标的理解和思考，包括PUE的相关特性、如何正确测量等，分析PUE的变化趋势、PUE指标的局限性、应
文本预览
建 虢电乞。
—___—·I_l_—Il__BUILDING
2口1 Z年第日 期 l ELECTRlCITY
解 读 绿 色 数 据 中 心 PUE 指 标
马永锁 (上海华谊信息技术有限公司，上海市 200025)
Interpretation of PUE of Green Data Center
Ma Yongsuo(Shanghai Huayi Information Technology Co．，Ltd．，Shanghai 200025，China)
Abstract Understanding and considerations on 1 PUE定义
PUE of green data center are introduced，including
relevant characteristics and correct measurement
PUE概念最早由 Christian Belady提出．并由业
method． Variation trend， limitations of PUE and
内颇具影响力的绿色网格组织 TGG (The Green Grid)
methods to reduce PUE are analyzed and it is
发展和完善，TGG在2007年给出的定义是：
indicated that PUE should be used correctly to serve
璺 堕 皇! ! 竺 !!
the purpose of energy-saving and emission reduction． PUE ：
IT设备功率 ITEP (IT Equipment Power)
Key words Green data center Power usage
笔者把 TFP划分为 ITEP和非 IT设备功率 NITEP
effectiveness Energy—saving and emission reduction
(Non-IT Equipment Power)，非 IT设备可以理解为基
IT equipment Non-IT equipment Infrastructure
础设施．于是该公式可以改写为：
C】assi cation 0f PIIE measUrement
PUE ：1+—NITEP
—
ITEP
摘 要 介绍对绿 色数据中心 PUE指标的理解
从公式来看 ，要降低 PUE，只能减小非 IT设备
和思考 ，包括 PUE的相关特性、如何正确测量等 ，
耗电量和增大 IT设备耗电量，但是非 IT设备与 IT设
分析 PUE的变化趋势、PUE指标的局限性、应该从
备耗电量是有关联的，不是独立的变量，在数据中心
哪些方面考虑降低 PUE等等，指 出应正确运用 PUE
正常运营的情况下。一般两者同升同降，但不是简单
为节能减排服务
的线性关系。实际运用中，往往不会改变 IT设备 ，
关键词 绿色数据中心 PUE 节能减排 IT设
只有通过采取节能措施降低非 IT设备的耗电量来降
备 非 IT设备 基础设施 PUE测量分类
低 PUE，这是一般的数据中心运营管理人员或合同能
源管理提供商能做的。
0 引言
2 PUE提出的目的
数据中心近十年来如雨后春笋般拔地而起。数据
中心的节能问题也越来越引人注目。如何界定绿色数 数据中心 IT设备本身及部署的功率 密度值突飞
据中心?国际上尚无统一的标准，目前比较通行的评 猛进 ．数据中心的耗电量 自然就会水涨船高 ，运营成
价指标是 PUE (Power Usage Efiectiveness，电能使用 本费用中，电费成本远远大于其他运营费用 ，这引起
效率 )，PUE是一个 比率 ，无量 纲 ，取值大 于 1， 了人们的广泛关注并着手研究这个课题。在绿色节能
PUE值越小越好 ，国内已建成 的数据 中心大多在 大潮的引领下．节能减排势在必行 ，初步研究发现基
2．5以上，欧美国家在 2左右。 础设施的用电量 比 rr设备本身用 电量大 1倍甚至
作者信息 -
马永锁，男，上海华谊信息技术有限公司，工程师，项目经理。
_ ～ Q12 L璺_1_ 璺
546 http：／／www jzdq net．cn2倍以上。基础设施是为 IT设备服务的，这有点喧 这是现实中较常见的模式 ，随着 IT设备的逐渐部
宾夺主的味道。PUE提出的目的就是要降低基础设 署 ．ITEP也逐渐增大，PUE应该呈现出逐渐降低的
施的费用成本 ，这也是一般运营管理人员能够做的。 趋势。
b． 非 IT设备和 IT设备同步分期建设与部署 ，
3 PUE的动态变化
PUE值在一定范围内波动，并很有可能略有降低。
我们知道，无论是 IT设备还是非 IT设备 ，这些 e． 非 IT设备和 IT设备均一次性建设与部署 ，
负荷耗用的电功率随着时间的变化而变化 ，这种变化 这是数据中心建设的常见模式，这给在漫长的运营周
是无序的。它既受季节变化的影响 ，也与其他因素有 期内改善 PUE水平提供了很好的条件。我们可以持
关。如 。数据中心前年增加了视频监控系统，要求照 续地逐步改进 PUE水平 。并进行 “环 比”和 “同
明灯一直开着 ；去年又对新风系统进行了改造 ，将传 比”，我们所能做的主要是采取措施降低NITEP。非
统的新风机换成全热交换器 ；今年刚刚发生的某个事 IT设备是为 IT设备服务的，在保持 IT设备不变的情
件导致数据中心的访问量暴增；精密空调的压缩机、 况下去减小 NITEP，这就是 PUE提出的主旨。数据
加湿器 、再热器等等需要经常自动启停；UPS在逆变 中心基础设施的用电量减小了。数据中心的电能使用
和自动旁路工作模式之间自动切换等等，这些因素都 效率也就提高了。
会导致 PUE每时每刻都在变化。所以我们研究 PUE， PUE是相对于 IT设备而言的 ，如第 a种情况所
不能仅看某个时刻的静态 PUE值 ，还要看它每天 、 述，在非 IT设备数量不变的情况下，IT设备开启
每月或者每年的 PUE值 ，进行 “环比”和 “同比”， 一 台与开启两 台相 比，PUE值相差较 大 。要维持
研究它的动态变化趋势。 PUE值在理想 的水平 ，运营管理人员应按需开启非
IT设备 ，避免不必要的浪费。所以我们在数据中心
4 PUE特指电能使用效率
日常管理过程中，需要时刻掌控 PUE的变化趋势 ．
PUE (Power Usage Effectiveness)是电能使用效 分析判断这种变化的原因，以便做出正确的决策。
率 而 不 是 能 源 使 用 效 率 EUE (Energy Usage
6 PUE必须是在数据中心正常运营时测量
Effectiveness)。能源的概念很广 ，有可再生的和不可
才有效
再生的，这些能源和电能之间的换算很难 ，TGG组
织建议采用换算因子进行换算 ，笔者认为不太可取， 从上文中我们知道 ，PUE是动态变化的，无论是
我们的目的是节能减排 ，增加可再生的清洁能源的使 在数据 中心建设初期的试运行阶段 (这个阶段通常
用 ，由于技术水平上的差异 ，各个国家在不同时期的 IT设备仅开启少数的几 台)，还是在建成后的正式
换算因子也应该是不同的，很难统一。所以，笔者建 运营阶段，或者是在突发故障应急运行阶段 (如
议 ：鼓励数据中心因地制宜地利用太阳能、风能、水 非IT设备总电源开关故障)，其 PUE值都是不一样
能、空气能 (作为冷源使用 )、天然冷却水源、热电 的，甚至可能差别很大。举一个极端的例子，若采用
联产中的副产品热能、冶金化工等行业的废热等等 ． 市电直接对 IT设备供电，关掉其他非 IT设备 ，这时
这些能源不在 PUE的计算之列。 PUE值近似等于 1。但我们不能说该数据中心能效优
异，也许这种状况只能维持 5 S就有服务器死机或宕
5 PUE是相对于 IT设备而言的。它也是评
机了。所以 ，必须在数据 中心正常运 营时测量 的
价基础设施电能使用效率的指标
PUE才是有效的。
从 PUE公式来看 ，减小 NITEP和增大 ITEP都会
7 同一数据中心不同时期的 PUE值比较更
实现 PUE的降低 ，这里笔者把基础设施统称为非
—___—·I_l_—Il__BUILDING
2口1 Z年第日 期 l ELECTRlCITY
解 读 绿 色 数 据 中 心 PUE 指 标
马永锁 (上海华谊信息技术有限公司，上海市 200025)
Interpretation of PUE of Green Data Center
Ma Yongsuo(Shanghai Huayi Information Technology Co．，Ltd．，Shanghai 200025，China)
Abstract Understanding and considerations on 1 PUE定义
PUE of green data center are introduced，including
relevant characteristics and correct measurement
PUE概念最早由 Christian Belady提出．并由业
method． Variation trend， limitations of PUE and
内颇具影响力的绿色网格组织 TGG (The Green Grid)
methods to reduce PUE are analyzed and it is
发展和完善，TGG在2007年给出的定义是：
indicated that PUE should be used correctly to serve
璺 堕 皇! ! 竺 !!
the purpose of energy-saving and emission reduction． PUE ：
IT设备功率 ITEP (IT Equipment Power)
Key words Green data center Power usage
笔者把 TFP划分为 ITEP和非 IT设备功率 NITEP
effectiveness Energy—saving and emission reduction
(Non-IT Equipment Power)，非 IT设备可以理解为基
IT equipment Non-IT equipment Infrastructure
础设施．于是该公式可以改写为：
C】assi cation 0f PIIE measUrement
PUE ：1+—NITEP
—
ITEP
摘 要 介绍对绿 色数据中心 PUE指标的理解
从公式来看 ，要降低 PUE，只能减小非 IT设备
和思考 ，包括 PUE的相关特性、如何正确测量等 ，
耗电量和增大 IT设备耗电量，但是非 IT设备与 IT设
分析 PUE的变化趋势、PUE指标的局限性、应该从
备耗电量是有关联的，不是独立的变量，在数据中心
哪些方面考虑降低 PUE等等，指 出应正确运用 PUE
正常运营的情况下。一般两者同升同降，但不是简单
为节能减排服务
的线性关系。实际运用中，往往不会改变 IT设备 ，
关键词 绿色数据中心 PUE 节能减排 IT设
只有通过采取节能措施降低非 IT设备的耗电量来降
备 非 IT设备 基础设施 PUE测量分类
低 PUE，这是一般的数据中心运营管理人员或合同能
源管理提供商能做的。
0 引言
2 PUE提出的目的
数据中心近十年来如雨后春笋般拔地而起。数据
中心的节能问题也越来越引人注目。如何界定绿色数 数据中心 IT设备本身及部署的功率 密度值突飞
据中心?国际上尚无统一的标准，目前比较通行的评 猛进 ．数据中心的耗电量 自然就会水涨船高 ，运营成
价指标是 PUE (Power Usage Efiectiveness，电能使用 本费用中，电费成本远远大于其他运营费用 ，这引起
效率 )，PUE是一个 比率 ，无量 纲 ，取值大 于 1， 了人们的广泛关注并着手研究这个课题。在绿色节能
PUE值越小越好 ，国内已建成 的数据 中心大多在 大潮的引领下．节能减排势在必行 ，初步研究发现基
2．5以上，欧美国家在 2左右。 础设施的用电量 比 rr设备本身用 电量大 1倍甚至
作者信息 -
马永锁，男，上海华谊信息技术有限公司，工程师，项目经理。
_ ～ Q12 L璺_1_ 璺
546 http：／／www jzdq net．cn2倍以上。基础设施是为 IT设备服务的，这有点喧 这是现实中较常见的模式 ，随着 IT设备的逐渐部
宾夺主的味道。PUE提出的目的就是要降低基础设 署 ．ITEP也逐渐增大，PUE应该呈现出逐渐降低的
施的费用成本 ，这也是一般运营管理人员能够做的。 趋势。
b． 非 IT设备和 IT设备同步分期建设与部署 ，
3 PUE的动态变化
PUE值在一定范围内波动，并很有可能略有降低。
我们知道，无论是 IT设备还是非 IT设备 ，这些 e． 非 IT设备和 IT设备均一次性建设与部署 ，
负荷耗用的电功率随着时间的变化而变化 ，这种变化 这是数据中心建设的常见模式，这给在漫长的运营周
是无序的。它既受季节变化的影响 ，也与其他因素有 期内改善 PUE水平提供了很好的条件。我们可以持
关。如 。数据中心前年增加了视频监控系统，要求照 续地逐步改进 PUE水平 。并进行 “环 比”和 “同
明灯一直开着 ；去年又对新风系统进行了改造 ，将传 比”，我们所能做的主要是采取措施降低NITEP。非
统的新风机换成全热交换器 ；今年刚刚发生的某个事 IT设备是为 IT设备服务的，在保持 IT设备不变的情
件导致数据中心的访问量暴增；精密空调的压缩机、 况下去减小 NITEP，这就是 PUE提出的主旨。数据
加湿器 、再热器等等需要经常自动启停；UPS在逆变 中心基础设施的用电量减小了。数据中心的电能使用
和自动旁路工作模式之间自动切换等等，这些因素都 效率也就提高了。
会导致 PUE每时每刻都在变化。所以我们研究 PUE， PUE是相对于 IT设备而言的 ，如第 a种情况所
不能仅看某个时刻的静态 PUE值 ，还要看它每天 、 述，在非 IT设备数量不变的情况下，IT设备开启
每月或者每年的 PUE值 ，进行 “环比”和 “同比”， 一 台与开启两 台相 比，PUE值相差较 大 。要维持
研究它的动态变化趋势。 PUE值在理想 的水平 ，运营管理人员应按需开启非
IT设备 ，避免不必要的浪费。所以我们在数据中心
4 PUE特指电能使用效率
日常管理过程中，需要时刻掌控 PUE的变化趋势 ．
PUE (Power Usage Effectiveness)是电能使用效 分析判断这种变化的原因，以便做出正确的决策。
率 而 不 是 能 源 使 用 效 率 EUE (Energy Usage
6 PUE必须是在数据中心正常运营时测量
Effectiveness)。能源的概念很广 ，有可再生的和不可
才有效
再生的，这些能源和电能之间的换算很难 ，TGG组
织建议采用换算因子进行换算 ，笔者认为不太可取， 从上文中我们知道 ，PUE是动态变化的，无论是
我们的目的是节能减排 ，增加可再生的清洁能源的使 在数据 中心建设初期的试运行阶段 (这个阶段通常
用 ，由于技术水平上的差异 ，各个国家在不同时期的 IT设备仅开启少数的几 台)，还是在建成后的正式
换算因子也应该是不同的，很难统一。所以，笔者建 运营阶段，或者是在突发故障应急运行阶段 (如
议 ：鼓励数据中心因地制宜地利用太阳能、风能、水 非IT设备总电源开关故障)，其 PUE值都是不一样
能、空气能 (作为冷源使用 )、天然冷却水源、热电 的，甚至可能差别很大。举一个极端的例子，若采用
联产中的副产品热能、冶金化工等行业的废热等等 ． 市电直接对 IT设备供电，关掉其他非 IT设备 ，这时
这些能源不在 PUE的计算之列。 PUE值近似等于 1。但我们不能说该数据中心能效优
异，也许这种状况只能维持 5 S就有服务器死机或宕
5 PUE是相对于 IT设备而言的。它也是评
机了。所以 ，必须在数据 中心正常运 营时测量 的
价基础设施电能使用效率的指标
PUE才是有效的。
从 PUE公式来看 ，减小 NITEP和增大 ITEP都会
7 同一数据中心不同时期的 PUE值比较更
实现 PUE的降低 ，这里笔者把基础设施统称为非
AIGC当然可以。在2012年8月的《建筑电气》期刊中，有一篇文章详细解读了"绿色数据中心PUE（Power Usage Effectiveness, 电力使用效率）"这一关键指标。绿色数据中心是随着信息技术发展和环保意识提升而兴起的概念，其核心目标是通过优化能源管理和减少碳排放来实现高效、可持续的数据中心运营。
PUE 是衡量数据中心能源效率的一个重要参数，它表示数据中心的整体能源消耗（包括IT设备能耗以及冷却系统等支持设施的能耗）与IT设备直接功耗之间的比率。理想情况下，一个完全高效的绿色数据中心应具有PUE等于1，这意味着每单位IT设备产生的电能仅需一单位的能源供应，且其余能源被高效利用在数据中心环境控制和其他辅助设施上。
文章可能会深入解析PUE计算公式、影响PUE值的主要因素，如服务器热效率、制冷系统的能效比、数据中心的布局设计、照明与HVAC（ heating, ventilation, and air conditioning，暖通空调）系统等方面，并讨论如何通过采用节能技术和管理策略来降低数据中心的PUE，从而达到节能减排和提高经济效益的目标。同时，该文章也可能关注当时的绿色数据中心发展趋势及其在中国建筑电气行业中的应用前景和发展趋势。
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