Le PUE (indicateur d'efficacité énergétique) expliqué

Qu'est-ce que le PUE?

Le PUE est le rapport entre l'énergie totale qu'utilise une installation de centre de données et l'énergie utilisée par son équipement informatique. The Green Grid, qui a défini l'indicateur, le résume en une ligne : pour un bâtiment dédié, le PUE est l'énergie totale de l'installation divisée par l'énergie de l'équipement informatique. L'énergie totale de l'installation, c'est tout ce qui est mesuré au compteur du distributeur pour le centre de données : l'équipement informatique lui-même, plus la chaîne d'alimentation (onduleurs, appareillage de commutation, génératrices, PDU, batteries et pertes de distribution), plus le refroidissement, l'éclairage et le reste des charges de soutien.

Le résultat se lit comme un multiplicateur. L'illustration de The Green Grid : un PUE de 3,0 veut dire que le centre de données utilise trois fois plus d'énergie que son seul équipement informatique. Une valeur proche de 1,0 voudrait dire que presque toute l'énergie atteint l'informatique. Son inverse, le DCiE (efficacité de l'infrastructure du centre de données), divise l'énergie informatique par l'énergie totale; les deux disent la même chose sous des formes différentes.

Comment calcule-t-on le PUE? Un exemple chiffré

Le PUE se calcule à partir de l'énergie sur une période, en kilowattheures ou en mégawattheures, et non à partir d'une seule lecture de puissance. The Green Grid explique pourquoi : l'énergie est la puissance multipliée par la durée de son application, si bien qu'une valeur fondée sur l'énergie reflète toute la période plutôt qu'un seul moment. L'exemple ci-dessous est le sien, tiré du livre blanc 49 : un centre de données en conteneur avec un onduleur au rendement de 95%, un transformateur au rendement d'environ 96% et un refroidisseur à l'extérieur du conteneur.

Le PUE est donc de 600 divisé par 475, soit 1,26. Dans cet exemple, l'onduleur à lui seul gaspille autant d'énergie que le transformateur, ce qui explique que le rendement et le taux de charge de l'onduleur se reflètent dans le PUE. Voyez ce que donnent les mêmes valeurs si l'on trace la limite autour du conteneur seulement : (25 + 475) / 475 = 1,05. The Green Grid appelle cela un PUE partiel et prévient qu'une valeur annoncée de 1,05 ou proche est souvent le PUE partiel d'une zone, pas le PUE de l'installation entière.

Où mesure-t-on la charge informatique?

À l'un de trois points, et le point fixe le niveau du résultat. The Green Grid définit :

• Niveau 1, de base : la charge informatique est lue à la sortie de l'onduleur, sur le panneau avant de l'onduleur, un compteur à la sortie de l'onduleur ou un compteur unique sur le bus de sortie commun de plusieurs modules d'onduleur. Mesurée chaque mois ou chaque semaine.
• Niveau 2, intermédiaire : la charge informatique est lue à la sortie des PDU du centre de données. Mesurée chaque jour ou chaque heure.
• Niveau 3, avancé : la charge informatique est lue à chaque équipement informatique, par des PDU de baie à mesure ou par l'appareil lui-même. Mesurée en continu, toutes les 15 minutes ou moins.

L'énergie totale de l'installation se mesure à l'entrée du réseau à chaque niveau. Passer du niveau 1 au niveau 2 retire de la valeur informatique les pertes des PDU et de leurs transformateurs et les place là où elles doivent être, dans les frais généraux. Le document de l'ASHRAE sur l'équipement électrique note que beaucoup de PDU ont déjà une mesure de puissance intégrée dont les données peuvent servir à calculer le PUE : le niveau 2 consiste souvent à recueillir ce que l'équipement lit déjà.

Que ne dit pas une valeur de PUE?

Elle ne dit pas combien de travail utile fait l'équipement informatique, et elle peut évoluer dans le mauvais sens après une bonne décision. The Green Grid donne le cas classique : virtualiser des serveurs peut réduire la charge informatique totale et quand même faire monter le PUE, parce que les frais généraux de refroidissement et d'alimentation ne baissent pas en proportion. L'installation consomme moins d'énergie au total, mais le rapport paraît moins bon.

Le PUE dépend aussi du moment et de la façon dont il est mesuré. The Green Grid recommande de prendre les lectures de niveaux 1 et 2 à peu près à la même heure de la journée, quand la charge est aussi semblable que possible aux lectures précédentes, et de garder le même jour de la semaine pour les comparaisons d'une semaine à l'autre. Comparer votre PUE à celui d'un autre site n'a de sens que si les deux utilisent le même niveau, la même période et la même limite; le PUE partiel d'un conteneur et le PUE d'un bâtiment ne sont pas la même valeur.

Quels compteurs faut-il pour suivre le PUE?

Au minimum deux mesures d'énergie : l'énergie totale de l'installation à l'entrée du réseau, et l'énergie de l'équipement informatique au niveau choisi. The Green Grid demande un compteur de kilowattheures qui donne l'énergie réelle, en mesurant ensemble la tension, le courant et le facteur de puissance dans le temps, plutôt qu'une lecture de courant multipliée par une tension supposée. Sur beaucoup de sites, l'afficheur de l'onduleur ou sa carte réseau est le premier compteur informatique disponible; le guide du Lawrence Berkeley National Laboratory sur les systèmes d'information énergétique note que les points non mesurés automatiquement sont souvent relevés à la main sur les afficheurs de l'équipement, comme celui de l'onduleur.

Recueillir ces lectures automatiquement, c'est là qu'intervient le logiciel de surveillance. La différence entre une plateforme DCIM et une GTB pour ce travail est traitée dans DCIM ou GTB; les capteurs installés autour des mêmes baies sont dans le guide de surveillance des salles de serveurs.

Comment l'onduleur peut-il faire baisser le PUE?

En gaspillant moins d'énergie entre son entrée et sa sortie. Dans l'exemple chiffré, les pertes de l'onduleur égalent celles du transformateur : un onduleur plus efficace, ou un onduleur qui fonctionne à un meilleur point de sa courbe de rendement, réduit directement les frais généraux. Le rendement dépend de la conception de l'onduleur, de son mode de fonctionnement et de son taux de charge; le guide sur l'architecture électrique d'un centre de données explique la place de l'onduleur sur le chemin électrique. Quand un onduleur ancien arrive au remplacement, le rendement à votre charge réelle mérite d'entrer dans la comparaison; l'entretien des systèmes d'onduleurs de centre de données couvre le volet entretien de cette décision.

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