전력 사용 효과

전력 사용효율성(PUE)은 컴퓨터 데이터 센터가 얼마나 효율적으로 에너지를 사용하는지를 설명하는 비율이다. 특히, 컴퓨팅 장비에 의해 얼마나 많은 에너지가 사용되는지(냉방 및 장비를 지원하는 다른 오버헤드와 대조적으로).

PUE는 컴퓨터 데이터 센터 시설에서^{[1][2][3][4][5][6][7][8]} 사용하는 총 에너지 양의 비율이다. PUE는 데이터 센터 인프라 효율성(DCIE)의 역이다.

PUE는 원래 The Green Grid라는 컨소시엄에 의해 개발되었다. PUE는 ISO/IEC 30134-2:2016에 따른 글로벌 표준으로 2016년에 발간되었다.

이상적인 PUE는 1.0이다. 데이터 센터에서 컴퓨팅 장치로 간주되지 않는 것(예: 조명, 냉각 등)은 설비 에너지 소비 범주에 속한다.

${\displaystyle \matrm {PUE} ={\mbox{Total Facility Energy}\over {\mbox{IT Equipment Energy}}=1+{{\mbox{Non IT Facility Energy}}\over {\mbox{IT 장비 에너지}}}$

전력 사용 효율성의 문제 및 문제

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PUE 지표는 에너지 효율을 계산하는 가장 인기 있는 방법이다. 다른 지표와 비교했을 때 가장 효과적이지만 전력 사용 효율성은 결함 중 일부와 함께 나타난다. 이는 운영자, 설비 기술자 및 건물 설계자가 자신의 데이터 센터 건물이 얼마나 에너지 효율성이 높은지 결정하기 위해 가장 자주 사용하는 지표다.^[9] 일부 전문가들은 전력 사용 효율이 다른 전문가들보다 낮다고 자랑하기도 한다. 당연히, 어떤 경우에는 운영자가 조명에 사용되는 에너지를 "우발적으로" 계산하지 않아 전력 사용 효율성이 낮아질 수도 있다. 이 문제는 전력 사용 효율 측정 시스템 자체의 문제라기 보다는 인간의 실수에 더 연관되어 있다.

한 가지 진짜 문제는 PUE가 데이터 센터가 건설된 도시 내의 기후를 설명하지 않는다는 것이다. 특히 데이터센터 외부의 다른 정상온도를 설명하지 않는다. 예를 들어 알래스카에 위치한 데이터 센터는 마이애미의 데이터 센터와 효과적으로 비교할 수 없다. 더 추운 기후는 대규모 냉각 시스템의 필요성을 덜 느끼게 된다. 냉각 시스템은 한 시설에서 소비되는 에너지의 약 30%를 차지하는 반면, 데이터 센터 장비들은 거의 50%를 차지한다.^[9] 이 때문에 마이애미 데이터 센터는 최종 전력 사용 효율이 1.8이고 알래스카의 데이터 센터는 1.7이지만 마이애미 데이터 센터는 전체적으로 더 효율적으로 운영되고 있을 수 있다. 특히, 만약 그것이 알래스카에 있다면, 더 나은 결과를 얻을 수 있을 것이다.

또한 Science Direct에 대한 사례 연구에 따르면, "IT가 최대 용량으로 작동하지 않는 한 추정 PUE는 실질적으로 의미가 없다"고 한다.^[10]

전반적으로, 도시의 온도 변화에 따른 효과와 관련된 문제들과 같은 단순하지만 반복적인 문제들을 찾아내고 모든 시설 에너지 소비량을 적절하게 계산하는 방법을 배우는 것은 매우 필수적이다. 이를 통해 이러한 문제를 지속적으로 감소시킴으로써 향후 데이터 센터 설비에 대한 전력 사용 효율성의 성공을 개선하기 위해 추가적인 진전 및 높은 표준이 항상 추진되고 있음을 보장한다.^[9]

효율성 계산에서 정확한 결과를 얻으려면 데이터 센터와 관련된 모든 데이터가 포함되어야 한다. 작은 실수라도 PUE 결과에 많은 차이를 일으킬 수 있다. 일반적으로 데이터 센터에서 자주 발견되는 한 가지 실제적인 문제로는 데이터 센터와 병렬로 작동하는 모든 대체 에너지 발전 시스템(풍력 터빈 및 태양 전지판 등)의 에너지 재원을 PUE에 추가함으로써 진정한 데이터 센터 성능을 난독화시키는 것을 들 수 있다. 또 다른 문제는 전력을 소비하고 데이터 센터와 관련된 일부 장치들이 실제로 에너지를 공유하거나 다른 곳에서 사용하는 것이 PUE에 큰 오류를 일으킬 수 있다는 것이다.

장점과 한계

PUE는 2006년 도입돼 2007년 그린 그리드(IT전문가의 비영리단체)가 추진한 것으로, 데이터센터의 에너지 효율을 보고하는 데 가장 많이 사용되는 지표로 자리 잡았다.^[10] "전력 사용 효율"이라고 이름 붙여졌지만, 실제로 데이터 센터의 에너지 사용량을 측정한다.^[10]

PUE 지표에는 몇 가지 중요한 이점이 있다. 첫째, 시간 경과에 따라 계산을 반복할 수 있어 기업이 효율성 변화를 역사적으로 볼 수 있거나 계절적 변화와 같은 시간 제한적인 이벤트 동안 볼 수 있다. 둘째, 기업은 더 효율적인 관행(예: 유휴 하드웨어 전원 차단)이 전체 사용량에 얼마나 영향을 미치는지 측정할 수 있다. 마지막으로, PUE 지표는 "광고된 PUE 값이 낮아짐에 따라 효율성이 향상된다"^[10]는 경쟁을 유발한다. 그러면 기업들은 PUE를 마케팅 도구로 사용할 수 있다.

그러나 PUE 메트릭스에는 몇 가지 문제가 있다. 지난 단락에서 언급된 문제보다는, 전력 공급망의 효율성과 정확한 IT 부하 계산에 관한 다른 문제들도 있다. Gemma,[10]의 민감도 분석"총 에너지 소비 에너지의 총량이 장비와 인프라 시설에서 사용되는 것(WT의 에너지 손실이 전력 전달 네트워크(WL)의 비효율적인 요소들 때문에 멋진, 따라서:PUE=(WT+WL)/WIT 같습니다."그 방정식에 관한 연구에 따르면, 전력 전달의 비효율성 n.etwork (WL)는 데이터 센터의 총 에너지 소비를 증가시킨다. PUE 값은 데이터 센터의 효율성이 떨어짐에 따라 상승한다. IT 부하는 PUE 지표의 또 다른 중요한 문제다. "PUE에 정확한 IT 부하를 사용하는 것이 중요하며, 장비의 정격 전력 사용에 근거하지 않는 것이 중요하다. 서버 활용은 IT 에너지 소비와 그에 따른 전반적인 PUE 가치에 중요한 영향을 미치기 때문에 IT 부하 정확도는 PUE 지표 측정에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나이다.^[10] 예를 들어 PUE 가치가 높고 서버 활용도가 높은 데이터 센터는 PUE 가치가 낮고 서버 활용도가 낮은 데이터 센터보다 효율적일 수 있다.^[10] PUE 업계 내에서도 일부에서 PUE 남용이라는 용어를 사용하도록 이끄는 마케팅 도구로서 일부 우려가 있다.^[12]

특히 효율적인 기업

2008년 10월 구글의 데이터센터는 6개 센터 전체에서 1.21PUE의 비율을 보이고 있어 당시는 최대한 완벽에 가까운 것으로 평가됐다. 구글 바로 뒤에는 또 다른 주목할 만한 PUE 비율이 1.22인 마이크로소프트가 있었다.

슈퍼냅 데이터센터 개발사인 스위치는 2015년부터 SUPERNAP 7 라스베이거스 네바다 설비에 대한 제3자 감사 콜로케이션 PUE 1.18을 실시했으며, 평균 냉간 통로 온도는 20.6C(69F), 평균 습도는 40.3%이다. 이는 스위치의 특허 받은 온수 통로 격납 기술과 HVAC 기술 덕분이다.^[14]

2015년 2분기 말 현재 페이스북의 Prineville 데이터 센터는 전력 사용 효율(PUE) 1.078, 포레스트 시티 데이터 센터는 1.082의 PUE를 가지고 있다.^[15]

2015년 10월, Allied Control은 3M Novec 7100 유체를 사용한 2상 침수 냉각을 통해 청구된 PUE 비율이 1.02이다.

2016년 1월, 다름슈타트의 그린 IT 큐브는 1.07 PUE로 전용되었다.^[17] 그것은 선반 문을 통해 냉수를 냉각시킨다.

슈퍼마이크로는 2017년 2월 세분화된 마이크로블레이드 시스템 구축을 발표했다. 이름 없는 포춘지 선정 100대 기업이 1.06의 전력 사용 효율성으로 3만 대 이상의 슈퍼마이크로 마이크로블레이드 서버를 실리콘밸리 데이터 센터에 배치했다.^[18]

액체 냉각 시스템의 독점적인 혁신을 통해, 프랑스 호스팅 회사 OVH는 유럽과 북미의 데이터 센터에서 1.09의 PUE 비율을 가까스로 달성했다.^[19]

표준

PUE는 2016년 ISO/IEC 30134-2:2016에 따른 글로벌 표준과 EN 50600-4-2:2016에 따른 유럽 표준으로 발간되었다.

참고 항목

• 데이터 센터 인프라 효율성
• 와트당 성능
• 그린 전력 사용 효과
• 그린 컴퓨팅
• IT 에너지 관리
• WUE

참조