En nuestra reciente entrada de blog sobre la introducción de la refrigeración líquida en un centro de datos refrigerado por aire, compartí los resultados del primer análisis importante del impacto en la eficiencia energética y la efectividad del uso de energía. Ese análisis, realizado por un equipo de especialistas de Vertiv y NVIDIA, documentó una reducción del 18,1 % en la potencia de las instalaciones y una reducción del 10,2 % en la potencia total del centro de datos al pasar de refrigeración por aire al 100 % a refrigeración líquida directa al chip del 75 % junto con otras optimizaciones para suministrar aire, agua refrigerada y temperaturas de entrada secundarias.
Cómo el PUE no logra evaluar la eficiencia de la refrigeración líquida
Aunque la potencia total del centro de datos se redujo en más de un 10 %, el PUE para las instalaciones que analizamos cayó solo un 3,3 % entre nuestros estudios de referencia y de optimización completa. El motivo de esto se hace evidente cuando revisa los datos recopilados durante los cuatro estudios incluidos en nuestro análisis.
En el primer estudio, en el que el centro de datos se enfrió al 100 % por aire, la potencia total del centro de datos fue de 2562,8 kilovatios (kW) y la potencia de TI fue de 1860,4 kW, lo que dio como resultado un PUE de 2562,8/1860,4 o 1,38.
Con la primera introducción de la refrigeración líquida (61,4 % de la carga), la potencia del centro de datos se redujo a 2403,1 kW y la potencia de TI a 1791,1 kW, produciendo un PUE de 1,35. En el estudio 3, el porcentaje de refrigeración líquida aumentó al 68,6 %, y la potencia total y la potencia de TI disminuyeron proporcionalmente. Como resultado, aunque la potencia del centro de datos se redujo en un 1,8 %, el PUE permaneció estable en 1,35.
Nuestra metodología proporciona un poco más de información sobre lo que estaba sucediendo y señala una mejor métrica que puede emplearse para evaluar la eficiencia de la refrigeración líquida.
El consumo de potencia de los ventiladores de los servidores disminuyó en un 41 % entre el Estudio 1 y el Estudio 2, y en un 80 % entre el Estudio 1 y el Estudio 4. En los cálculos de PUE, la potencia del ventilador del servidor se incluye en la potencia de TI, por lo que la potencia de TI se redujo un 7 % entre los estudios 1 y 4. Aunque físicamente integrado con el servidor, la potencia del ventilador es funcionalmente más infraestructura que TI e incluirla en la potencia de TI utilizada para calcular el PUE distorsiona el valor de la refrigeración líquida y puede influir en el diseño de formas que pueden impedir una verdadera optimización. Eso nos llevó a buscar una métrica que reflejara mejor los cambios que estábamos viendo y fuera más valiosa para los diseñadores de centros de datos.
Efectividad total de uso (TUE): Una mejor métrica para evaluar la eficiencia de la refrigeración líquida
Afortunadamente, esta métrica ya se había definido en un artículo de 2013 presentado en la Conferencia Internacional de Supercomputación, TUE: Una nueva métrica de eficiencia energética aplicada en Jaguar de ORNL.
El TUE es una métrica similar al PUE que aborda los fallos en el PUE cuando se utiliza para comparar diferentes enfoques de refrigeración. La métrica TUE se calcula sustituyendo la potencia de TI total utilizada en el cálculo de PUE por la energía total consumida para respaldar directamente funciones de TI como unidades de procesamiento central (CPU), unidades de procesamiento gráfico (GPU), memoria y almacenamiento. Esto separa el consumo de energía de los ventiladores y otros auxiliares que no respaldan directamente los procesos de TI de la energía de TI necesaria para el almacenamiento y la computación para proporcionar una imagen más verdadera de la efectividad del uso de energía de TI y, por tanto, la efectividad total del uso de energía.
Por ejemplo, el PUE de nuestro tercer estudio no cambió con respecto al PUE del estudio 2. Un diseñador que evalúa esos datos podría concluir que no hay beneficio que obtener al aumentar la refrigeración líquida del 61,4 % al 68,6 % como hicimos entre el estudio 2 y el 3.
Pero, si nos fijamos en el TUE de estos dos estudios, los beneficios se hacen evidentes. El TUE para el estudio 2 puede calcularse como 24,03.1 (potencia del centro de datos) dividido por 1,692.5 (la potencia utilizada para respaldar las funciones de TI) para un TUE de 1.42.
En el estudio 3, el numerador de la ecuación TUE se reduce de 2403,1 a 2360,1 mientras que el denominador permanece constante y el TUE cae a 1,39, un reflejo más preciso de las mejoras logradas a través de los cambios implementados en el estudio 3.
El PUE sigue siendo una métrica valiosa para evaluar el efecto de algunos cambios de infraestructura en la eficiencia del centro de datos y para comparar la eficiencia de la infraestructura de una instalación con otras instalaciones del mismo tamaño y que operan en un clima similar. Pero no debe usarse para comparar la eficiencia de los sistemas de refrigeración líquida y por aire ni evaluar la eficiencia de los diseños de refrigeración líquida. Para ello, TUE demostrará ser una métrica más precisa y valiosa.
Puedes obtener más información sobre la metodología, los resultados y las conclusiones de nuestro análisis en nuestra entrada de blog sobre cómo introducir la refrigeración líquida en un centro de datos refrigerado por aire.
