En nuestra reciente entrada de blog sobre la introducción del enfriamiento líquido en un centro de datos enfriado por aire, compartí los resultados del primer gran análisis 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 del enfriamiento por aire al 100 % al enfriamiento líquido directo al chip al 75 % junto con otras optimizaciones para suministrar aire, agua helada y temperaturas de entrada secundarias.
Cómo la PUE no logra evaluar la eficiencia del enfriamiento líquido
Aunque la potencia total del centro de datos se redujo en más de un 10 %, la PUE para las instalaciones que analizamos cayó solo un 3,3 % entre nuestros estudios de optimización de referencia y completos. El motivo de esto se hace evidente cuando se revisan 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 cual dio lugar a una PUE de 2562,8/1860,4 o 1,38.
Con la primera introducción del enfriamiento líquido (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, lo cual produjo una PUE de 1,35. En el estudio 3, el porcentaje de enfriamiento líquido aumentó al 68,6 % y la potencia total y la potencia de TI cayeron proporcionalmente. Como resultado, aunque la potencia del centro de datos se redujo en un 1,8 %, la PUE se mantuvo sin cambios en 1,35.
Nuestra metodología proporciona un poco más de información sobre lo que estaba sucediendo y señala una mejor métrica que se puede emplear para evaluar la eficiencia del enfriamiento líquido.
El consumo energético de los ventiladores del servidor 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 cual la potencia de TI se redujo un 7 % entre los estudios 1 y 4. Si bien se integró físicamente con el servidor, la potencia del ventilador es funcionalmente más infraestructura que TI e incluirla en la potencia de TI utilizada para calcular la PUE distorsiona el valor del enfriamiento líquido y puede influir en el diseño de formas que pueden evitar una verdadera optimización. Esto nos llevó a buscar una métrica que reflejara mejor los cambios que estábamos viendo y que fuera más valiosa para los diseñadores de centros de datos.
Efectividad total de uso (TUE): Una mejor métrica para evaluar la eficiencia del enfriamiento líquido
Afortunadamente, esta métrica ya se había definido en un documento de 2013 presentado en la Conferencia Internacional de Supercomputación, TUE: Una nueva métrica de eficiencia energética aplicada en el Jaguar de ORNL.
La TUE es una métrica similar a la PUE que aborda los defectos en la PUE cuando se utiliza para comparar diferentes enfoques de enfriamiento. La métrica TUE se calcula sustituyendo la potencia total de TI utilizada en el cálculo de PUE por la energía total consumida para apoyar directamente funciones de TI como las unidades de procesamiento central (CPU), las unidades de procesamiento gráfico (GPU), la memoria y el almacenamiento. Esto separa el consumo energético de los ventiladores y otros auxiliares que no admiten directamente los procesos de TI de la potencia de TI necesaria para el almacenamiento y la computación para proporcionar una imagen más real de la efectividad del uso de energía de TI y, por tanto, la efectividad total del uso de energía.
Por ejemplo, la PUE de nuestro tercer estudio no cambió con respecto a la PUE del estudio 2. Un diseñador que evalúa los datos podría concluir que no hay ningún beneficio que se pueda obtener al aumentar el enfriamiento líquido del 61,4 % al 68,6 % como lo hicimos entre el estudio 2 y el 3.
Sin embargo, al observar la TUE para estos dos estudios, los beneficios se hacen evidentes. La TUE para el estudio 2 puede calcularse como 2403,1 (potencia del centro de datos) dividido por 1692,5 (la potencia utilizada para apoyar las funciones de TI) para una 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 la TUE cae a 1.39, un reflejo más preciso de las mejoras logradas a través de los cambios implementados en el estudio 3.
La 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. No obstante, no debería utilizarse para comparar la eficiencia de los sistemas de enfriamiento líquido y por aire ni para evaluar la eficiencia de los diseños de enfriamiento líquido. Para ello, la TUE demostrará ser una métrica más precisa y valiosa.
Puede obtener más información sobre la metodología, los resultados y las conclusiones de nuestro análisis en nuestra entrada de blog sobre la introducción del enfriamiento líquido en un centro de datos enfriado por aire.
