当前,政府已在数据中心建设项目审批、运行管理、差别电价等方面将PUE值作为刚性指标。PUE值成为数据中心企业重大利益关切。表面看来,PUE值似乎很简单。然而实践中,政府、厂商、用户三方谈到PUE值常常存在很大差距,让人困惑。
　　
　　在依标测算PUE值过程中,笔者意识到站在不同立场,是否采用标准、采用哪个标准、对标准模糊环节的自由裁量,会导致结果产生差异。PUE值测算标准对金融业高等级数据中心适用性稍存欠缺。在此,分享PUE值测算实践中遇到的问题和思考,希望能与同行交流和探讨。
　　
　　1 关于技术标准差异问题
　　
　　目前,国内涉及数据中心能效的国家标准、地方标准、行业标准和规范性文件超过20项,其中与PUE值测算相关的有:
　　
　　(1)推荐性国家标准:《GB/T32910.3-2016数据中心资源利用第3部分:电能能效要求和测量方法》,依托《GB/T28872011计算机场地通用规范》,以下简称国标。
　　
　　(2)地方标准:①北京地标《DB11/T1638-2019数据中心能效监测与评价技术导则》,依托《GB50174-2017数据中心设计规范》。②上海地标《DB31/6522020数据中心能源消耗限额》及《上海市数据中心建设导则》2021。③广东省地标《DB44/T1560-2015云计算数据中心能效评估方法》。
　　
　　(3)行业标准《YD/T2543-2013电信互联网数据中心(IDC)的能耗测评方法》和《YD/T2442-2013互联网数据中心资源占用、能效及排放技术要求和评测方法》。
　　
　　(4)事实标准:施耐德《数据中心的效率计算指导》第158号白皮书。
　　
　　总体来说,数据中心行业在节能管理上尚未形成统一标准,用户企业执行存在一定困难。其中,国家标准和地方标准更贴近数据中心建设和运维实际,较受政府部门和用户单位认可;行业标准存在行业局限,但依然有很大影响力;施耐德标准聚焦场地基础设施,更受设备厂商追捧,接近事实标准。
　　
　　2 关于数据中心的范围问题
　　
　　纳入PUE值指标计量范围的“数据中心”,可以是一个园区或建筑单体,也可以是与信息系统功能直接相关的建筑功能区域集合。但不同标准对这个集合的定义各有模糊遗漏。
　　
　　以相对完善的国标来说,存在问题是,部分功能区含义模糊,对金融业功能复杂的数据中心考虑有欠缺。
　　
　　(1)国标遗漏或表述模糊的数据中心功能空间
　　
　　①遗漏的功能空间:包括电信进线间、天线机房、测试机房,这是高等级数据中心IT系统直接或必要组成部分。
　　
　　②表述模糊的“监控室”。国标将监控室列入数据中心范围但并未细化。高等级数据中心可能包括四类监控室:ECC(IT系统监控)、业务监控室(IT应用监控)、机房环境监控室、消防安防监控室。
　　
　　③表述模糊的“空调间”。国标将空调间列入数据中心范围,但数据中心制冷空调系统发展很快,“空调间”已不能涵盖其范围,应做拓展,纳入制冷机房、冷却塔、精密空调间、新风设备间、自然冷却设备间、环境设备用空调间、纯水间等。
　　
　　(2)国标表述模糊的非数据中心空间
　　
　　①表述模糊的“缓冲区”。国标明确“缓冲区”不列入“数据中心”范围,但不易与实际直接对应。一般考虑对应走廊、连廊、门厅、电梯厅等,有待国标进一步明确。
　　
　　②遗漏定义的功能空间:拆包区、维修室、打印室、备件库被北京地标列入数据中心总用电范围,但国标、事实标准并未涉及,有所遗漏。
　　
　　③国标未涉及不宜列入数据中心的指挥室、会议室等。
　　
　　3 关于IT的范围问题
　　
　　国标目前定义IT为“计算机、网络设备、存储设备”,很多人理解其为“主机房”设备。实践中,对金融业高等级数据中心,为提升IT系统安全可靠性,除含义模糊的“主机房”外,还会安排专门机房空间安装大量辅助生产设备,包括:
　　
　　(1)用于接入电信网或卫星网的局端系统和卫星通信系统设备;
　　
　　(2)用于验证各类计算机系统的测试IT设备;
　　
　　(3)提供安全保证手段的各环节监控系统IT设备,包括ECC系统、业务监控、机房环境监控系统设备。
　　
　　目前,只有施耐德标准特别将ECC、机房环境监控系统纳入数据中心IT范围。国标对上述三类设备是否归属数据中心IT没有明确,不能准确反应数据中心的IT规模。
　　
　　4 测量位置问题
　　
　　测量位置不一且对PUE值结果有不小影响。不同标准对计量部位要求不同,如国标、北京地标要求数据中心总用电测量变压器低压侧,IT用电测量UPS输出端供电回路,这样,变压器损耗、相关线缆损耗未计入数据中心总用电,对PUE值表现较为有利。
　　
　　行业标准、上海政策则要求总用电测量变压器高压侧和非数据中心用电出线侧(据上海市数据中心建设导则(2021版),IT用电测量设备列头柜或机柜电源,这就将变压器损耗(总功率2-3%)纳入数据中心总用电,将线缆损耗从IT总用电中除去,因此,要求更加严格,PUE值指标表现会变差。
　　
　　5 关于分摊计算问题
　　
　　PUE值测算范围采用建筑功能集合方式定义,必然导致出现数据中心与非数据中心合用变压器、UPS等设备,需分摊计算用电量问题。国标和地标没有描述对此情况如何处理。施耐德标准则特别提到,需要对该输出回路的有功功率按照数据中心用电和非数据中心比例进行分摊,最后再折算成按照输入回路端的有功功率用电,显得更为合理。
　　
　　6 关于调整值的采用问题
　　
　　考虑数据中心的安全等级、负载情况、地区位置等对PUE值表现的影响,国标和地标均给出了调整值,以更准确反应真实能效。例如国标给出信息设备负荷使用率25%、50%、75%三档的不同的调整值，但没有给出使用细则。问题是，部分UPS使用率很高（如75%）与整体UPS使用率较低的情况并存下，如何确定使用率及调整值呢?
　　
　　后记:
　　
　　在本文成稿付印之际,2021年10月11日,《GB40879-2021数据中心能效限定值及能效等级》国家强制标准正式发布(以下简称新国标)。新国标设置一年过渡期,并将与前述推荐性国家标准《GB/T32910.3-2016数据中心资源利用第3部分:电能能效要求和测量方法》同时有效。对本文提出的几个问题,新国标大部分进行了优化和完善,但仍忽略了个别细节问题,具体见附表《两个现行数据中心能效测量国标有关问题的对照表》。
　　
　　新国标是迄今最具权威的能效标准,开创性提出了基于特性工况法的能效短期测试法,建立了规范、统一的数据中心能效评价方法。后期将另行解读新国标及其影响。
　　
　　作者简介
　　
　　王红峰,中国人民银行清算总中心高级工程师。长期从事金融数据中心规划、建设、运行维护工作,参与多个数据中心项目建设。数据中心行业协会专家组专家。
　　
　　编辑：Harris