Em nossa recente publicação no blog sobre a introdução de resfriamento líquido em um data center resfriado a ar, compartilhei os resultados da primeira grande análise do impacto na eficiência energética e na eficácia no uso de energia. Essa análise, conduzida por uma equipe de especialistas da Vertiv e da NVIDIA, documentou uma redução de 18,1% na energia da instalação e uma redução de 10,2% na energia total do data center, fazendo a transição de 100% de resfriamento a ar para 75% de resfriamento líquido direto ao chip, em conjunto com outras otimizações para fornecer ar, água gelada e temperaturas da entrada de ar secundária.
Como a PUE fica aquém na avaliação da eficiência do resfriamento líquido
Embora a energia total do data center tenha sido reduzida em mais de 10%, a PUE para a instalação que analisamos caiu apenas 3,3% entre nossos parâmetros básicos e os estudos completos da otimização. O motivo para isso se torna óbvio quando você analisa os dados coletados durante os quatro estudos incluídos em nossa análise.
No primeiro estudo, no qual o data center foi 100% resfriado a ar, a energia total do data center foi de 2.562,8 quilowatts (kW) e a energia de TI foi de 1.860,4 kW, resultando em uma PUE de 2.562,8/1.860,4 ou 1,38.
Com a primeira introdução do resfriamento líquido (61,4% da carga), a energia do data center foi reduzida para 2.403,1 kW e a energia de TI para 1.791,1 kW, produzindo uma PUE de 1,35. No Estudo 3, a porcentagem de resfriamento líquido foi aumentada para 68,6%, e a energia total e a energia de TI caíram proporcionalmente. Como resultado, embora a energia do data center tenha sido reduzida em 1,8%, a PUE continuou estável em 1,35.
Nossa metodologia fornece um pouco mais de insights sobre o que estava acontecendo e aponta para uma métrica melhor que pode ser empregada para avaliar a eficiência do resfriamento líquido.
O consumo de energia do ventilador do servidor diminuiu em 41% entre o Estudo 1 e o Estudo 2 e em 80% entre o Estudo 1 e o Estudo 4. Nos cálculos de PUE, a energia do ventilador do servidor está incluída na energia de TI, de modo que a energia de TI foi reduzida em 7% entre os Estudos 1 e 4. Embora fisicamente integrada ao servidor, a energia do ventilador é funcionalmente mais infraestrutura do que TI e incluí-la na eneregia de TI usada para calcular a PUE distorce o valor do resfriamento líquido e pode influenciar o projeto de maneiras que podem impedir a verdadeira otimização. Isso nos levou a procurar uma métrica que melhor refletisse as mudanças que estávamos vendo e fosse mais valiosa para os designers de data centers.
Eficácia do Uso Total (TUE): Uma métrica melhor para avaliar a eficiência do resfriamento líquido
Felizmente, essa métrica já havia sido definida em um artigo de 2013 apresentado na Conferência Internacional de Supercomputação, TUE: Uma nova métrica de eficiência energética aplicada no Jaguar da ORNL.
TUE é uma métrica semelhante a PUE que endereça as falhas na PUE quando usada para comparar diferentes abordagens ao resfriamento. A métrica TUE é calculada substituindo a energia total de TI usada no cálculo da PUE pela energia total que está sendo consumida para suportar diretamente funções de TI, como unidades de processamento central (CPUs), unidades de processamento gráfico (GPUs), memória e armazenamento. Isso separa o consumo de energia de ventiladores e outros auxiliares que não suportam diretamente os processos de TI da energia de TI necessária para armazenamento e computação para fornecer uma imagem mais verdadeira da eficácia do uso da energia de TI e, portanto, da eficácia do uso total de energia.
Por exemplo, a PUE em nosso terceiro estudo não mudou da PUE no Estudo 2. Um projetista que avalia esses dados pode concluir que não há benefício a ser obtido aumentando o resfriamento líquido de 61,4% para 68,6%, como fizemos entre os Estudos 2 e 3.
Mas, se olharmos para a TUE para esses dois estudos, os benefícios se tornam óbvios. A TUE para o Estudo 2 pode ser calculada como 24.03,1 (energia do data center) dividido por 1.692,5 (a energia usada para dar suporte às funções de TI) para uma TUE de 1,42.
No Estudo 3, o numerador na equação da TUE é reduzido de 2.403,1 para 2.360,1 enquanto o denominador permanece constante e a TUE cai para 1,39 — um reflexo mais preciso das melhorias alcançadas por meio das alterações implementadas no Estudo 3.
A PUE continua sendo uma métrica valiosa para avaliar o efeito de algumas mudanças de infraestrutura sobre a eficiência do data center e para comparar a eficiência da infraestrutura de uma instalação com outras instalações do mesmo tamanho e operando em um clima semelhante. Mas ela não deve ser usada para comparar a eficiência de sistemas de resfriamento líquido e a ar ou avaliar a eficiência de projetos de resfriamento líquido. Para isso, a TUE provará ser uma métrica mais precisa e valiosa.
Você pode saber mais sobre a metodologia, os resultados e as conclusões de nossa análise em nossa publicação no blog sobre a introdução de resfriamento líquido em um data center resfriado a ar.
