綠色IT：尋找新能耗標準
在今年秋季，谷歌公布了一份公告，其在多個方面預測了數據中心效率指標的未來。搜索巨頭谷歌不僅公布了其總能耗和(主要由數據中心產生)碳排放量，還公布了每名用戶和每次搜索的能耗預估值。通過這些公布的信息，以及谷歌每天提供10億次搜索等信息，我們可以大致計算出，在公司2.6億瓦總能耗中，搜索占1250萬瓦。
對執行有用功單位所需能耗進行量化這一理念目前被認為是數據中心指標的追求目標。目前被廣泛使用的指標是綠色網格組織(Green Grid)制定的PUE(能源利用率)測量方法，即由IT設備所消耗的數據中心總能源量與整個設施的總能源使用量的比值;但是并不是每一個指標都能揭示每個功單位所消耗的能源，很大程度上是因為難以對標準“功單位”進行定義。
保險業巨頭Kaiser Permanente公司數據中心主管Steve Press稱：“對于汽車來說，它的指標是英里每加侖，但是對于硬件來說，它的指標是所傳輸的MIP或比特每秒嗎?這個行業沒有關注這個‘功’是什么。PUE并不能告訴你，數據中心正在做什么功——它可能正在阻止病毒信息或是正在為美國國家氣象局移動數據。一旦我們解決了這個，它將對整體競爭力產生巨大影響。”
開設綠色數據中心博客的綠色數據中心顧問David Ohara稱：“如果你是一家銀行或信用卡公司，你的有用IT功單位是由用戶和應用程序執行的一個動作或一系列動作，如果你是一家網絡公司，那么你的有用IT功單位就是所提供的網頁或廣告點擊率。理論上，應該有一個完全同質的定義。”
綠色網格組織和其他一些行業團體正在制訂能夠用于測量生產性能源消耗的指標，但是這些指標仍然存在一些問題。綠色網格組織董事會主席兼董事長John Tuccillo稱：“一旦千瓦進入到機架服務器、刀片服務器、處理器或處理器內核，那么對于這一能源單位在多大程度上被用于預期的目的，你如何量化呢?這是我們一直在尋求的東西。”
與此同時，公司正在對獲得的指標進行綜合使用，并提出了他們自己的指標，以揭示數據中心效率與生產能力。市場研究公司Gartner 的分析師Simon Mingay稱：“總體上，業內正在嘗試制訂一個切實可行的測量方法，其可提供一個能夠指導正確投資的綜合結果。”
以下是一個指標匯編，目前數據中心正在使用這些指標來計算他們的能源效率。
CADE(企業平均數據中心效率)
CADE由國際正常運行時間協會(Uptime Institute)和麥肯錫咨詢公司共同制訂，其由四個指標構成，這四個指標用于衡量單個數據中心的商業性能或是多個數據中心的加權平均性能。
1、設施資產利用率：測量目前的IT能源使用量，除以最大IT能源使用量。
2、能源效率：測量目前的IT能源使用量，除以總的設施總的能源使用量。
3、IT資產利用率：測量平均服務器CPU利用率。
4、IT能源效率：測量有用的IT功，除以瓦特。由于有用IT功的行業定義還在制訂當中，因此CADE使用了一個5%的基準值。
據國際正常運行時間協會稱，通過將能源效率從固定資產利用率中分離出來，以及將IT從設施中分離出來，CADE可以幫助量化有多少數據中心開銷有用于信息處理。
451集團研究分析師John Stanley稱，盡管這四個指標的實際定義使用了一些具體化的東西，但是對于理解評估設施效率與利用率中存在的問題，CADE是一個有用的架構。
PUE(能源利用率)
PUE由綠色網格組成制訂，是迄今為止使用最廣泛的數據中心效率指標。該指標揭示了數據中心有多少能源被分配給了服務器、網絡和存儲等IT設備，以及有多少能源被用于冷卻、照明和動力設備。該指標受到歡迎的部分原因是由于其在概念和應用上都很簡單。
PUE的計算是通過將設施總能耗(冷卻、照明、動力和IT)相加，然后除以IT設備能耗。一個“完美的”PUE值應當是1。根據綠色網格組織的標準，PUE值2.2表示需要提高，1至1.4為最佳范圍。一些公司更喜歡使用數據中心基礎設施效率(DCiE)。該指標只是將PUE比值顛倒了一下。
市場研究公司Forrester Research的分析師Doug Washburn稱：“盡管還不完美，但是PUE非常適合快速瀏覽數據中心運行時消耗了多個能源。它能夠告訴你最大的能源大戶在哪里，你可以從那里著手進行改進。”
三月份，綠色網格組織公布了一些更為詳細的指導，幫助標準化PUE數據收集。盡管如此，PUE還存在著一些局限性。KPMG公司氣候變化與持續服務實踐負責人John Hickox指出，雖然其能夠幫助你將自己的PUE值與行業平均值進行對比，但是許多公司錯誤的將它們理解為比較基準，因為沒有兩個數據中心是一樣的。他稱：“由于目標性能水平不清楚，進行合理的比較是很困難的，并且會導致設置不現實的期望值。”
Mingay 稱，PUE還無法幫助監測所供應的電力的有效使用情況。例如，如果數據中心經理開始使用虛擬化來提高平均服務器利用率，那么相應的效率提升并不能反映在PUE上。
綠色網格組織董事會成員兼秘書長Katherine Winkler認為PUE并不是一個通用指標。與任何指標一樣，它應當被用于一個特定的目的，如作為基準，與備選數據中心設計進行對比，或是跟蹤你的能效。她稱：“你可能會說它抑制了整合與虛擬化，但是它只是反映了你的冷卻與電力基礎設施的效率。如果在服務器整合或虛擬化之后你的PUE還是在上升，那么它可以反映出你并沒有一個高適應性基礎設施的，因為你的基礎設施無法在你需求下降的情況下進行收縮。”
大多數人都認為PUE具有很高的價值。花旗集團數據中心規劃主管Jack Glass稱：“讓整個行業開始進行測量是一個偉大的進步。”其幫助在IT與設施部門之間架起了一座橋梁。Winkler認為：“這是一個新的協作，此前在許多數據中心中這一協作并不存在。”
Mingay總結稱：“雖然PUE的局限性被過分夸大并被頻繁濫用，但是當PUE被使用和解釋它的人所清楚理解時，它是一個很好的測量方法。”#p#
CUE (碳使用效率)與WUE(水使用效率)
CUE是綠色網格組織近期公布的一項指標，旨在衡量數據中心的碳排放量。CUE值的計算方法為測量數據中心總的CO2排放量，然后除以IT設備的能耗。WUE也是一個相對較新的指標，用于衡量IT的用水情況。WUE值計算方式與CUE值相似，為設施總用水量除以IT設備能耗。
Winkler指出，這兩個指標目前仍然在完善中。例如，“完美的”CUE值或WUE值為0.0，這表示在數據中心運行中碳排放或用水。目前CUE水平或WUE水平還沒有一個基準的平均值或優秀值。
Mingay提醒稱，要想讓CUE值發揮用處，需要嚴格定義，特別是排放因素。他稱：“目前誤解這一數值的情況太多了。”
451集團研究分析師John Stanley 稱，PUE和WUE量化了那些被純能耗指標所忽視的基本元素。這三個指標綜合起來可以讓你考慮更為全面。Washburn舉例稱，如果你的主要電力來源是碳，那么你的PUE值可能會很低，但是CUE值卻會很高。Fieldview 解決方案公司首席戰略官David Schirmacher稱，相反，如果你依賴于水力發電或是更為高效的冷卻系統——這類冷卻系統往往要耗費更多的水，那么你可能有一個很低的PUE 值和CUE值，但是WUE值卻會很高。Winkler表示：“如果你看一個指標，而不看另外兩個指標，那么你就是在自欺欺人。”
ERE(能源再利用效率)
由于PUE無法描述對數據中心所生產的附加能源的再利用情況，綠色網格組織在今年年初針對那些對重復利用能源進行加熱或冷卻的公司推出了ERE。ERE值的計算方式為將設備總能耗相加后減去重復利用的部分，然后再除以IT設備能耗。ERE值為1.0意味著你僅需要為設施提供相當于IT能耗的電力。由于這一概念相對較新，因此ERE目前還沒有被廣泛采用。
ScE(服務器計算效率)和DCcE(數據中心計算效率)
綠色網格組織的ScE是為了將目光由CPU利用率轉向CPU效率。ScE實現這一功能是通過對服務器時間分配的描述實現的，因為在這期間，服務器在提供“主要服務”——其計劃提供的服務的同時還需要提供“次要任務”，如病毒掃描、安全升級和硬盤碎片整理。DCcE是設施中所有服務器的ScE總合。
Mingay舉例稱，如果電子郵件服務器75%的時間處理電子郵件，那么它的ScE值為75%。Stanley補充稱：“其關注的不僅是‘你的系統正在處理東西嗎?’還包括‘它正在處理有用的東西嗎?’”這一概念可以用于識別未充分利用的服務器和申請虛擬化、整合或削減策略以提高效率。
綠色網格組織強調，這些指標并不是生產能力指標——它們并不測量做了多少工作，而是測算工作中有多少比例是有用的。Mingay稱，這個區別很重要，因為處理器速度低的服務器可能要花上1個小時的時間處理100筆交易，而處理器速度快的服務器在同樣的時間內可以處理1000筆交易。但是如果在這1小時之中，它們將全部的時間都用于做這項工作，那么兩者的ScE值都是100%。
DCeP(數據中心能源生產力)
綠色網格組織試圖通過DCeP來量化數據中心做的有用功與數據中心總能耗的比例。Stanley稱，由于該指標需要對“有用功”進行定義，而目前整個行業還沒有相關定義，因此DCeP在很大程度上只是一個框架。
代替定義有用功，綠色網格組織正在制訂一套由8個生產力代表組織的體系，以用于評估DCeP。其中包括加權的CPU利用率、操作系統工作負載效率、傳輸的字節數/千瓦每小時等。Winkler稱，每個都不能完全獨立使用，它們只有被綜合使用。
例如，網絡中的信息量只能表明數據中心正在繁忙工作，但是數據中心可能正在傳輸垃圾數據。Stanley稱：“在這種情況下，數據中心即使沒有完成任何任務，它們也可以獲得一個很高的指標。”
迄今為止，DCeP并沒有被整個行業所廣泛認同。Mingay稱：“除了一些綠色網格組織的成員或是與它們關系密切的公司外，我并沒有發現有公司在使用這一指標。雖然嘗試進行創新非常重要，但是這一指標太不切實際了。”
SPECpower
標準性能評估公司推出了SPECpower_ssj2008指標。該指標通過測量每秒每瓦服務器運行情況來評估服務器的能耗和性能。Schirmacher稱：“他們為CPU在不同等級的工作強度下運行，并將做功數比上能耗數，然后他們將提供一個平均數值。”
Stanley 稱，SPECpower的優勢是有針對不同服務器的大型公共數據集。廠商自己可以進行測量，除了傳統部署中的那些可能性外，其可以提供一個評級。此外，Java 單位功的SPEC定義與數據中心中使用的概念完全不同。Stanley稱：“SPEC試圖提出一個廣泛代表性的工作負載，它們能夠適用于在系統中的不同部分，但是又與任何特定的工作負載不同。”
Schirmacher指出，需要記住的是即便服務器低速運行，能耗也不會大幅降低，因此即使你購買的服務器擁有很高的ScE評級，你也需要確保你擁有很高的利用率。
Gartner推出的PPE(電源性能轉化效率)
Gartner制訂的PPE被用于分析相對于現有IT設備的性能，這些設備的電源有效使用情況。在PPE值的計算中，公司先測量設備的平均性能、能耗和利用率，然后將這些與事先定義的最佳目標進行對比。除以最佳電源性能轉化值后的PPE值即代表實際的電源性能轉化值。Mingay稱：“推出IT資源朝向更高效的性能每千瓦發展能夠對能耗改進產生雙重影響，一個是將能源轉化為功，另一個是在提高生產能力的情況下延長現有資產的壽命。”
ASHRAE數據處理環境溫度指南
美國采暖、制冷和空調工程師學會(ASHRAE)正在繼續修訂其數據中心溫度標準，他們想讓人們知道設施的冷卻并不需要像原來想象的那樣冷卻。在一些案例中，進風溫度提升至80華氏仍然是安全的。Glass稱，盡管其還沒有成為一個指標，但是該標準“為你提升數據中心效率所做的任何調整提供了一個基礎。”
由于許多公司正在考慮削減成本，提升自己的可持續性發展排名，因此數據中心效率指標將持續受到密切關注。Press稱：“如果你對于能源管理非常嚴謹，那么你必須要測量它們。你需要根據你的要求挑選出一個測量方法。”
普華永道的設施經理William J. Panian認為：“指標自身不必非常完美。手上有一個彎曲的棍子總比沒有棍子要強。”
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