PUE 2,4: замеряем энергоэффективность серверной клиента и считаем, что с этим делать

PUE - Power Usage Effectiveness - метрика, которую придумали в The Green Grid ещё в 2007 году, но до клиентских серверных она добиралась медленно. Крупные ЦОДы считают PUE давно, а корпоративные серверные комнаты на 5-15 стоек продолжали жить с оборудованием образца 2003-2007 годов и считать только счёт за электричество в конце месяца.

У одного из клиентов на сопровождении разговор про серверную зашёл летом, когда они получили счёт за июнь и почесали в затылке. Серверная небольшая - 8 стоек, суммарно около 20 кВт IT-нагрузки по паспорту. Счёт за электроэнергию при этом не сходился с тем, что показывали PDU в стойках. Разница была ощутимая, и мы решили разобраться нормально.

Что такое PUE и почему 2,4 - это плохо

Формула простая: PUE = суммарное потребление серверной / потребление IT-оборудования. Если всё, что жрёт серверная, уходит прямо в вычисления - PUE = 1,0, идеал. В реальности всегда больше единицы: охлаждение, освещение, ИБП с потерями на преобразование, всё это накидывает сверху.

Хороший современный ЦОД держит PUE в районе 1,4-1,5. Среднестатистическая корпоративная серверная - 2,0 и выше. Значение 2,4 означает, что на каждый киловатт полезной работы IT-оборудования приходится ещё 1,4 кВт накладных расходов. То есть 58% электроэнергии уходит буквально в тепло.

Мы поставили счётчики на вводе в серверную, сняли показания PDU по стойкам за неделю и посчитали. Получилось PUE около 2,4 - что для 8 стоек означает примерно 8 кВт лишнего потребления круглосуточно. При московских тарифах это деньги.

Куда уходит лишнее

После замеров картина сложилась довольно быстро.

Кондиционеры. Два прецизионных кондиционера 2006 года выпуска, работают в режиме «оба всегда» без какой-либо логики балансировки. Один кондиционер - основной, второй - резервный, но переключения не происходит и второй просто дежурит в рабочем режиме. Плюс серверная спроектирована без разделения потоков воздуха: стойки стоят вперемешку, горячий воздух из задних панелей серверов немедленно подмешивается к холодному, кондиционеры работают тяжелее, чем должны. КПД охлаждения низкий.

ИБП. Три больших ИБП, тоже не первой молодости. Старые on-line ИБП с двойным преобразованием имеют КПД около 85-88% при умеренной загрузке - и при этом все три загружены примерно на 30-40%, то есть работают в зоне наихудшего КПД. ИБП 2013 года с eco-режимом и высоким КПД дают 94-96% даже при невысокой нагрузке. Разница выходит существенная.

Что предлагаем

План в двух частях - организационная и железная.

Горячий/холодный коридор. Это первое и самое дешёвое. Переставить стойки так, чтобы все серверы «смотрели» в один коридор передними панелями (забор холодного воздуха), а задние панели выходили в другой коридор (выброс горячего). Дополнительно - заглушки на пустые юниты в стойках, чтобы горячий воздух не рециркулировал через пустые слоты обратно на забор. Это перестановка мебели и закупка пластиковых заглушек - минимальный бюджет, но по опыту ЦОДов даёт снижение нагрузки на охлаждение на 15-20%.

Перевод кондиционеров в нормальный режим. Настроить логику так, чтобы второй кондиционер действительно был резервным и включался только при отказе основного или при превышении температурного порога. Это требует проверки автоматики - у текущих кондиционеров она есть, просто никогда не настраивалась.

Замена ИБП. Это основные деньги. Три старых ИБП на более современные с высоким КПД и eco-режимом. Расчёт по экономии на электроэнергии даёт срок окупаемости в районе 3-4 лет при текущих тарифах - не мгновенно, но обоснованно. Дополнительный аргумент: старые ИБП требуют замены аккумуляторных батарей, которая сама по себе стоит ощутимо, и этот бюджет логично переложить в сторону новых устройств.

KPI и как будем мерить

Договорились на конкретные цифры: целевой PUE после мероприятий - 1,7 или ниже. Это не фантастика для такой серверной - реалистичная цель с учётом возраста здания и ограничений по перепланировке.

Мерить будем тем же способом: счётчики на вводе плюс PDU в стойках, снятие раз в месяц. Это простой процесс, который можно автоматизировать через те же системы мониторинга, которые уже стоят.

Горячий/холодный коридор - задача на август, пока нагрузка немного снизится и можно будет переставить стойки без длинного окна. Замена ИБП - в план на следующий квартал, нужно согласование бюджета.

Пока работа в процессе. Но уже один факт - что клиент видит, куда уходит электроэнергия в разбивке по статьям - делает разговор предметным. PUE - удобная метрика именно потому, что она не абстрактная «энергоэффективность», а конкретное соотношение с понятным смыслом.