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Weiterentwicklungen des PUE

pPUE: Beim „partial PUE“ [Azevedo u.a., 2011b] wird nicht der Gesamtverbrauch, sondern nur ein Teil des Verbrauches eines Rechenzentrums berücksichtigt (darum „Partial“). Beispielsweise wird dem IT-Verbrauch nur die Gebäudekühlung oder nur die einer bestimmten Abteilung im Unternehmen zuzurechnende Infrastruktur gegenübergestellt. Der pPUE hat in bestimmten Situationen eine höhere Aussagekraft als der allgemeine PUE und ermöglicht eine zielgerichtetere Optimierung.

ERE: Die „Energy Reuse Effectiveness“ [Azevedo u.a., 2011b] soll die Tatsache berücksichtigen, dass es in der Berechnung des PUE nicht erlaubt ist, die zurückgewonnene Energie zu berücksichtigen, das heißt ein PUE kann niemals kleiner als eins sein. Wenn zum Beispiel die Abwärme eines Rechenzentrums über Wärmerückgewinnung zur Beheizung des Bürogebäudes verwendet wird, darf diese Energie vom Gesamtverbrauch nicht abgezogen werden, sondern muss als ERE ausgewiesen werden. Diese ist deshalb definiert als:
ERE=(Gesamtenergieverbrauch−rückgewonnene Energie)/IT−Verbrauch

DCcE: Die „Data Center compute Efficiency“ [Azevedo u.a., 2011b] berechnet sich aus dem Durchschnitt der „Server compute Efficiency“ (ScE) aller im Rechenzentrum betriebenen Server und ist ein Maß der „nützlichen“ Arbeit, die in einem Rechenzentrum verrichtet wird. Dabei berechnet sich die ScE wiederum aus dem Grad der von jedem einzelnen Server geleisteten „nützlichen“ Arbeit, welche sich definitionsgemäß aus dem Anteil der primären Services an der Gesamtauslastung des Servers berechnet. Diese primären Services beinhalten jene Aufgaben, für die der Server in Betrieb genommen wurde und nicht sekundäre und tertiäre Dienste wie Virenscanning, Backup, Defragmentierung und ähnliches.

WUE, CUE: Die beiden Maße „Carbon Usage Effectiveness“ (CUE) und „Water Usage Effectiveness“ (WUE) sind Weiterentwicklungen des PUE, welche nicht auf die Effizienz der eingesetzten (elektrischen) Energie abzielen, sondern die Effizienz der Nutzung der Ressource Wasser (WUE) und die Effizienz in der Erzeugung von Emissionen (eine hohe Effizienz entspricht hier natürlich geringen Emissionen!) darstellen [Azevedo u.a., 2011a].

GPUE: Die primäre Motivation für dieses Maß ist es, der Instrumentalisierung des PUE für „Greenwashing“ durch die Marketingabteilungen mancher Unternehmen entgegenzuwirken. Die „Green Power Usage Effectiveness“ versucht, die Art der zum Betrieb eines Datacenters verwendeten Energie in ein Effizienzmaß einfließen zu lassen, das heißt der PUE wird anhand der durch die Energieerzeugung verursachten Emissionen gewichtet [Hrafnsson, 2012]. So wird beispielsweise Energie aus Kohlekraftwerken mit einem Faktor 1,05 gewichtet, Energie als Wasserkraft hingegen mit 0,013.
Für die Gewichtung der Energiearten wird dabei eine Studie herangezogen, in der der Anteil der Emissionen an der aus einer gegebenen Energiequelle erzeugten Energie geschätzt wird, und zwar über den gesamten Lebenszyklus dieser Energiequelle hinweg [Sovacool, 2008].

EUE: Die „Energy Usage Effectiveness“ wurde von der „United States Environmental Protection Agency“ (EPA) vorgeschlagen und ist in ihrer Berechnung dem PUE sehr ähnlich. Sie berechnet sich als
EUE=Total Energy/UPS Energy
wobei sich „Total Energy“ nicht auf elektrische Energie beschränkt, sondern alle Energiearten, die zum Betrieb eines Rechenzentrums benötigt werden, einschließt, und „UPS Energy“ der von der IT verbrauchten Energie entspricht.

PUE und DCiE

Die „Power Usage Effectiveness“ (PUE) und die „Data center infrastructure efficiency“ (DCiE) sind die gebräuchlichsten Messwerte zur Berechnung der Energieeffizienz von Rechenzentren. Beide setzen den Gesamtenergieverbrauch eines Rechenzentrums mit dem Verbrauch der IT-Komponenten in Beziehung. Der PUE-Wert berechnet sich als:

PUE = Gesamtenergieverbrauch / IT−Verbrauch

Der DCiE-Wert ist definiert als der Kehrwert vom PUE also:

DCiE = IT Equipment Power / Total Facility Power

PUE-Werte kleiner als 1,5 (DCiE ca. 70%) gelten als sehr effizient, PUE-Werte größer als 2 (DCiE 50%) gelten als ineffizient.

Der PUE, der ursprünglich vom „Green Grid“ (http://www.thegreengrid.org/) initiiert wurde, hat sich rasch als relativ einfache Maßzahl etabliert, er ist aber durchaus auch Gegenstand von Kritik: Das Ergebnis der Berechnung des PUE hängt stark von der Art der Messung ab, welche von Rechenzentrum zu Rechenzentrum sehr unterschiedlich sein kann. So ist das Ergebnis der PUE-Messung zum Beispiel abhängig davon, was alles in den Gesamtverbrauch eingerechnet wird, insbesondere dann, wenn sich beispielsweise die Kosten für die Infrastruktur eines Rechenzentrumsbetriebes nicht klar vom Rest des Betriebes trennen lassen.

Der PUE-Wert eignet sich daher primär nicht dazu, die Energieeffizienz verschiedener Rechenzentren miteinander zu vergleichen. Er eignet sich aber sehr wohl zum kontinuierlichen Verfolgen der Effizienz eines Rechenzentrums und zur Dokumentation des Fortschritts – insbesondere dann, wenn die jeweiligen Messungen unter gleichen Bedingungen erfolgen.

Wird der PUE-Wert zum Vergleich der Effizienz von Rechenzentren herangezogen, besteht die Gefahr des „Greenwashing“, das heisst des „Schönrechnens“ des PUE-Wertes. Immerhin werben Firmen inzwischen gerne mit besonders niedrigen PUEs (z.B. Google, Microsoft, etc.), und PUE-Werte werden aus Imagegründen publiziert um das „grüne“ Image des jeweiligen Unternehmens aufzupolieren.

Um deser Kritik zu begegnen gibt es Bestrebungen die Berechnung des PUEs zu standardisieren. Zum Beispiel gibt es eine von einem Konsortium aus GreenGrid, ASHRAE, EnergyStar, Uptime Institute und anderen verfasste Empfehlung über die Messung und Veröffentlichung des PUEs [Mathew, 2011], aber wie weit diese schon in die Praxis eingeflossen ist, ist dem Autor nicht bekannt. Abgesehen davon gibt es die Möglichkeit, die eigenen Messergebnisse beim Green Grid einzureichen und diese zertifizieren zu lassen. Das hat den Vorteil, dass die mit einem Green-Grid Zertifikat veröffentlichten PUEs eine höhere Glaubwürdigkeit haben.