掌握PUE脈絡　提升機房節能效率

定期清理高架地板，有助於善PUE

眾所周知，任何一個企業或機構，若不趕緊進行節能，其能耗增長將很快如同野馬脫韁一般難以控制，在此前提下，堪稱為企業內部用電大戶的IT機房，理所當然成為頭號的整治目標！

何以機房節能議題如此重要？有一份來自美國能源部所提供的數據，經常被一些訴求節能的研討會講師所引用，意即資料中心的能耗，一向是同面積辦公室的100倍之多，加上能源成本日趨攀升已是不可逆的大勢，遂使得機房節能成為企業務必處理的重大課題；否則光是三申五令要求同仁留意關閉閒置電源或冷氣，甚至不惜犧牲員工的作業專注力、而將辦公室區域空調溫度提高，節能效果亦屬有限。

於是乎，資料中心基礎效率(Data Center Infrastructure Efficiency；DCIE)、資訊設備使用率(IT Equipment Utilization；ITEU)、資訊設備能源效率(IT Equipment Efficiency；ITEE)等諸多關乎機房能源使用效率的指標紛紛出爐，但若以廣為使用程度而論，上述指標並非首選，而是能源使用效率(Power Usage Effectiveness；PUE)。

究竟PUE這個每逢談論機房節能議題之際，一定會出現的名詞，它的意涵為何？事實上，PUE是一道公式，分子是機房總耗能，也就是資訊設備、空調系統、照明、電力轉換損耗等能源耗用量的加總，至於分母則是資訊設備耗能。

那麼為何企業的機房管理人員，需要對PUE抱持高度關注，道理很簡單，該數值愈高，便代表機房當中用於空調系統、照明、電力轉換損耗等「非資訊設備」的能源耗用量過高，這般的能源性能與效率水準，自然大有問題，最終反應到電費帳單的實際數字，亦會高得嚇人；相反的，如果PUE數值降低，就意謂機房用在空調系統、照明、電力轉換損耗等環節的能耗不高，真正將刀口花在資訊設備之上，並無太多不必要的能源消耗，如此一來，最終反應到電費帳單的實際數字，亦將隨之下滑。

PUE一降　電力支出隨之下滑
曾有人做出範例，假使有一座耗電量為100kW的機房，以台電平均每度電費新台幣3元來計算，那麼這座機房一年就需要負擔約158萬元電費支出；如果這座機房的PUE值是2.5的話，就表示資訊設備用電量為40kW，而非資設備負載用電量是60Kw。若設法將PUE從2.5降到1.5，則非資設備負載用電量也會減少為33.34kW，到了最後，該座機房一年的電費僅需要88萬元左右，足足比原本金額削減45%，對於凡事將本求利的企業而言，確實相當滋補。

但問題來了，機房管理人員都知道PUE愈低愈好，但究竟該低到怎麼樣的程度，就不遜於業界平均水準？其實國際間有關PUE數值的推估報告，並不算多見，其中有一份是早在2009年6月由EPA披露的數據顯示，國際平均PUE為1.91，但若考量資訊設備耗量以UPS耗電來取代，實際PUE理應接近2.1水準；另一份則是2011年10月由Uptime發布的資料，當時計算出的平均PUE為1.8，但值得一提的是「Unknown」不列入計算的比重不低，如果把這部分予以還原，平均PUE應該在1.8以上。

此外，日本JEITA(Japan Electronics and Information Technology Industries Association)也在2010年7月到2011年1月這段期間，曾針對該國20家企業的25座機房進行能源效率量測，顯示每年7、8月夏季期間PUE數值在1.9以上，但到了11~1月的冬季期間，PUE數值則會略降5%來到1.8附近，換言之，日本資料中心的平均PUE落在1.8~2之間，與上述由其他機構所進行的國際PUE推估數字，差異並不大。所以說，國際平均PUE數值，推估介於1.8~2.1之間，倘若企業的實際表現高於2.1，即代表其機房節能效率，還有很大的改善空間。

PUE準不準？　管理人員費思量
但有一點相當值得留意，在某些情況下，A、B兩家企業都說自己的PUE是1.67，也都自認達到相對優異的水平，但事實上，你的1.67和我的1.67之間，未必是同一回事，究其主要癥結，就在於彼此計算的基準點不同。怎麼說呢？一般計算PUE，通常可區分為4種不同型態，包括了Category 0、Category 1、Category 2與Category 3，每種型態所對應的量測點不同，就普遍的做法，Category 0僅計算週期時間內UPS輸出位置的最大尖峰用電量、再除以週期時間內資料中心總用電量的最大尖峰用電，是唯一分子分母皆取kW為單位的算法，似有相對粗略之虞，所以並不適合採用。

至於Category 1、Category 2及Category 3，三者所取決的分子與分母單位都是kWh，分別對應UPS Output、PDU Output與IT Input，由此可見，數字愈大似乎愈貼近企業機房實際用電情況，但運算的難度愈高、成本也愈高，落實的可行性不大，所以觀察一般的情況，Category 1算是相對被廣為採納的計算方式，因為即便是Category 2，未必每座機房都有使用配電裝置(PDU)，就算多，很多都屬於排插式，無法以此為量測點執行計算。

但即使個個都用Category 1，算出來的精準度也未相同，持平而論，企業機房管理人員不是數學家，雖然看似沒必要在PUE數字上稱斤論兩，但莫忘計算PUE的初衷就是還原事實真相，所以仍應力求準確度愈高的PUE，如此才有更合理的改善目標與依據。

那麼，究竟哪些情況可能影響PUE數值的精準度？首先，許多企業都座落在共用的大樓，而變壓器通常都以整棟大樓為單位，並非單獨供應給資訊機房使用，因此一旦取決Category 1，會納入很多原本不該被納入計算的環節，意指變壓器之後可能切分為多個迴路，而有些迴路是銜接到資料中心以外的用電場域，這些部分的能耗便應予以剔除，否則機房管理者明明已經很努力降低PUE，但莫名其妙總是降不下來，那也並非合理現象。

其次，就算確定從變壓器到UPS這段，已經排除非屬機房能耗的干擾因素，也未必能確保PUE數值純淨無虞，因為從UPS接到PDU或機櫃的這一段，還是會有變數產生，在一些情況下，仍會拿來供應給非屬機房系統的用途，例如某些中小企業，市電從變壓器進入UPS後，會出現分支，一路確實會串聯到機房的Rack、資訊設備，另一路則會串聯到辦公室環境，所以辦公室區間內舉凡電腦、印表機、投影機甚或其他設備的能耗，如果不加以釐清，到最後就會通通算進PUE的帳上，此時便將影響數值的合理性。

當然，懂得算PUE還不夠，企業更應懂得從PUE數字的變化看出端倪、知所改善，有些時候，甚至不需要大費周章斥資引進什麼先進節能技術或系統，就可以減少PUE、提高電力使用效率，能達到這般效果的方法，就是值得稱許的好方法。

舉例來說，企業在機房建置完畢，通常很少理會高架地板，殊不知如果高架地板存有一些泥沙或灰塵的話，這些髒東西就有可能透過蜂巢板，悄悄地飄進資訊設備之內，這麼一來，設備裡頭的風扇之上就積滿了灰塵，萬一愈積愈多，就沒辦法提供正常轉速，此時設備溫度就會飆高，要嘛只好由空調系統供應更大製冷量，從而致令能耗攀升，要嘛就導致設備因高溫而失常，影響應用服務的正常運作，無論屬於哪一種結局，肯定都會讓企業老闆眉頭深鎖；由此看來，定期清理高架地板底層，縱然看起來不是什麼了不起的工作，但絕對有其必要性，企業不宜「莫因善小而不為」。