盡管使用有效性進行衡量有它的好處,但并不能充分優化數據中心的效率。IT團隊需要更詳細的數據中心指標,包括能源和冷卻基礎設施,以及計算系統,以真正優化數據中心。
談到在這一方面的進展,2007年美國環境保護局(Environmental Protection Agency)公布了一份關于數據中心效率的報告,其中指出希望發布名為“能源之星”(ENERGY STAR)的服務器評級標準,盡管后來實現比預期的要晚,他們還是完成了這一標準。Green Grid早在2010年公布了水的使用效率和碳使用效率指標,但是并沒有引起太多的關注。2016年6月,Green Grid宣布的性能指標(Performance Indicator,PI),一個著眼于將冷卻標準與能源效率結合起來進行評價的指標。
我們已經習慣于以性能和效率的指標來評價數據中心,然而對于多數IT團隊來說,甚至是一些日常跟蹤能源使用效率(power usage effectiveness,PUE)的團隊來說,啟用新的評價指標無疑需要更高端的數據收集以及分析技巧。對于那些已經準備好使用更加復雜優化工具的團隊來說,有一些關鍵內容需要事前考慮。
拓展數據中心評價指標的意義
關閉休眠服務器、整合和虛擬化應用程序或購買符合能源之星評級的硬件等方式來節約能源是常見措施。然而,除非能源和冷卻的基礎設施同樣完成優化,這對現存系統較為困難,否則降低的消耗將無法顯著提高能源效率。這時PUE數據將變得更糟。通過以PUE為基準,而不作為跟蹤度量,指標數據很可能看起來沒救了,這樣投資和付出是不值得的。管理層只希望他們的投資能催生較低的PUE數值,而沒有理解數字本身所代表的意義。
這就是其他數據中心所采用的評價指標,如Green Grid的數據中心能源效率(data center energy productivity,DCeP)都是有價值的原因。DCeP將完成有效工作時,數據中心實際產生每瓦的能量消費的數據進行了量化。DCeP允許用戶建立自己對有效工作指標的定義。例如,在線搜索公司可能會以其網站完成的搜索數量作為定義內容。而對于零售商來說,定義內容很可能是銷售數量。PUE還是必要的,然而DCeP指標能更容易被一些經驗較少的人們所理解。
盡管DCeP不是一個科學準確的度量角度,它提供了一種方法來量化你真正完成工作時所使用的能源。如果一家銀行的服務器在大部分時間里都處于空閑狀態,它描述出最小能量,所需的最少的冷卻量,并不會顯著地影響PUE。但它仍然消耗了能力卻沒幾乎沒完成任何工作。DCeP則正相反,它的目標是減少能源消耗,最大限度地提高有用的工作。對于行業中的領先企業,要將每一盎司的生產性計算從他們使用的每瓦功率中擠壓出來,復雜的服務器可以提供遠遠超出了處理器利用率的操作數據,而更為復雜的數據中心度量可以跟蹤結果。
然而PUE和DCeP還都只是有關能源效率和降低能源。使用它們衡量效率,可能造成部分無法識別的結果,因為這些指標無法顯現出在節省能源、影響冷卻性能和可靠性方面所作出的犧牲和讓步。新的PI度量指標則可以做到,對于那些擁有更高水準數據收集技能的、有能力去優化運營過程中每個環節的管理員很有幫助。
PI度量的四個層級
PI度量有四個層級。Level 1是基本層級,不需要復雜的設備就可以應用。Level 2需要更徹底、更準確的測量。Level 3和Level 4添加計算流體動力學(computational fluid dynamics,CFD)的空氣流建模來提供性能監控的圖形可視化,還提供假設情景分析,預測使用當前能源效率時,未來的能力和故障模式是如何的。Level 3是普通建模。Level 4使用實際和詳細的測量方法,校準計算流體動力學模型作為其他標準可信賴的準確度量基線。
要使用PI和DCeP這樣的標準拓展數據中心度量有三個前提;
采用PUE方法;
在計算操作中定義哪些工作是有效工作并且
獲取每個機架工作時產生的能源、溫度等詳細測量數據
PI將PUE、熱合規性和彈性結合起來補充現有的度量方法。后兩者分別基于ASHRAE推薦標準和允許的熱度范圍。熱合規性和彈性研究如何在正常和異常條件下保證冷卻工作的冗余。如果機房空調空氣溫度必須降低到滿足熱合規目標,PUE可能增加。PI度量的側重點是要了解硬件是如何可靠地被冷卻,以及能源設施的效率如何,以及一個因素如何影響其他因素。決定你距離想達到的極限距離有多少,以及你想要的目標能源效率或PUE值。然后,測量實際情況并繪制一張三角形的圖,也稱為蜘蛛圖,看看他們是如何接近你的目標。
圖1. 蜘蛛圖是從幾個維度衡量以確定大致的目標一種方法
現在有幾種衡量數據中心的指標,依據能源效率,計算每單位能源消耗和可靠性相對能源效率的工作輸出,以最大限度地提高整體數據中心的性能。對于大多數運營工作來說,堅持基本設施和跟蹤電源使用的有效性應處于最優先。可以選擇其他標準,但PUE仍然是基礎。即使你還沒有準備好采取進一步的措施,了解行業中成形的建議還是有幫助的,只要你有了目標就能知道應該如何去做。