การวัดค่า PUE ตามมาตรฐานของสมาคม Ashrae

การวัดค่า PUE ตามมาตรฐานของ Ashrae

ค่า  PUE หรือ Power Usage Effectiveness คือ อัตราส่วนระหว่าง พลังงานไฟฟ้าที่ศูนย์คอมพิวเตอร์ใช้ทั้งหมด (Total Load) กับ พลังงานที่อุปกรณ์ไอทีใช้ (IT Load) ค่า PUE ถูกนำมาใช้ในศูนย์คอมพิวเตอร์ตั้งแต่ปี 2006 โดยมี Green Grid ผู้ออกมาตรฐาน Ashrae เป็นหน่วยงานที่ทำการผลักดันให้ PUE เป็นที่นิยม โดยค่า PUE เป็นที่นิยมต่อองค์กรต่างๆที่มีศูนย์คอมพิวเตอร์เป็นอย่างมากทั้ง Google, Facebook และ Microsoft เป็นต้น

ตามมาตรฐานของ Ashrae การวัด PUE เป็นสิ่งแรกที่แนะนำให้ศูนย์คอมพิวเตอร์ทำเนื่องจากค่า PUE เป็นมาตรวัดประสิทธิภาพการใช้พลังงานของศูนย์คอมพิวเตอร์ ซึ่งศูนย์คอมพิวเตอร์ที่ไม่มีการวัดค่า PUE เปรียบเสมือนการที่ขับรถแต่ไม่รู้ว่าเครื่องยนต์กินน้ำมันกี่  km/l ทำให้เราปรับพฤติกรรมการใช้งานให้รถยนต์ประหยัดน้ำมันขึ้นไม่ได้ ดังนั้นหากท่านไม่รู้ว่าศูนย์คอมพิวเตอร์มี PUE เท่าไร จะทำให้ไม่สามารถปรับเปลี่ยนการใช้พลังงานให้ประหยัดขึ้นได้  โดยค่า PUE จะมีค่ามากกว่า 1 เสมอหากต้องการวัดค่า PUE ในศูนย์คอมพิวเตอร์ของท่าน ให้ไปที่ https://www.42u.com/measurement/pue-dcie.htm ซึ่งจะมีโปรแกรมช่วยคำณวณค่า PUE โดยระดับของประสิทธิภาพสามารถ ดูได้ในตารางที่ 1

อ้างอิง: https://www.42u.com/measurement/pue-dcie.htm

ตารางที่ 1 ระดับประสิทธิภาพของศูนย์คอมพิวเตอร์

การวัดค่า PUE ตามมาตรฐาน Ashrae สามารถแบ่งออกได้ 3 category โดยจะแบ่งตามจุดที่ทำการวัดค่า IT load ได้แก่ Category 1 จะวัดที่ Output UPS, Category 2 จะวัดที่ Output PDU และ Category 3 จะวัดที่ Server Input

การวัดค่าแบบ Category 1 นั้นจะมีข้อดีคือเป็นการประหยัดค่าใช้จ่าย เนื่องจาก UPS สามารถวัดค่าได้อยู่แล้วแต่เนื่องจาก UPS มีค่าความสูญเสียและอุปกรณ์ภายในจำนวนมาก รวมไปถึงการนำ UPS ไปใช้กับ อุปกรณ์สำนักงานทำให้การวัดค่า PUE จะมีความคลาดเคลื่อน

การวัดค่าแบบ Category 2 นั้นจะมีค่าใช้จ่ายที่เพิ้มขึ้นจาก Category 1 แต่ประหยัดกว่า Category 3 ให้ความแม่นยำสูงกว่า Category 1 เนื่องจากเป็นตู้ไฟฟ้าที่จ่ายไปยัง Load IT แต่จะมีปัญหาเมื่อมีการนำวงจรภายในตู้ไฟฟ้าไปใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นที่ไม่ใช้ IT Load เช่น พัดลมระบายความร้อนบน Rack ทำให้การวัดค่า PUE มีความคลาดเคลื่อนได้เช่นกัน

การวัดค่าแบบ Category 3 นั้นจะมีค่าใช้จ่ายที่มากกว่า Category1 และ 2 เนื่องจากเป็นการวัดที่ขาเข้าของอุปกรณ์ทำให้ต้องใช้อุปกรณ์วัดจำนวนมาก แต่จะมีความแม่นยำสูงสุด

อ้างอิง: https://www.greenbiz.com/article/green-grid-updates-pue-4-new-flavors-boost-accuracy

ตารางที่ 2 PUE Category

หากนำวิธีการคำณวณของ PUE มาแสดงจะพบว่าการที่จะลด Load IT นั้นเป็นไปได้ยากมากเนื่องจากค่านี้มาจากการทำงานของอุปกรณ์เซิฟเวอร์ ทำให้การลด PUE ต้องทำจากค่า Total Load ซึ่งโหลดหลักใน Total load คือเครื่องปรับอากาศ หากสามารถลดการใช้ไฟฟ้าของเครื่องปรับอากาศได้จะทำให้ค่า PUE ลดลงเป็นอย่างมาก ซึ่งสามารถเห็นตัวอย่างได้จากศูนย์คอมพิวเตอร์ของ google ที่ใช้อากาศจากภายนอกมาระบายความร้อนให้เซิฟเวอร์ซึ่ง PUE ต่ำสุดที่ทำได้คือ 1.06 (ที่มา : https://www.google.com/about/datacenters/efficiency/)  ซึ่งหากต้องการลดค่า PUE นั้นมีหลายวิธีดังนี้

1. ควบคุมอุณหภูมิขาเข้าเซิฟเวอร์ให้อยู่ระหว่าง 18-27 องศาเซลเซียส  Ashrae ได้มีการแนะนำให้ให้ควบคุมอุณหภูมิขาเข้าของเซิฟเวอร์ให้อยู่ระหว่าง 18-27 องศาเซลเซียสเนื่องจากการปรับเพิ่มอุณหภูมิของเครื่องปรับอากาศขึ้นนั้น จะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพให้คอมเพรซเซอร์และประหยัดพลังงาน
2. ควบคุมไม่ให้มีการผสมกันของลมเย็นและลมร้อนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้เครื่องปรับอากาศดังนี้
   1. ติดตั้ง Blanking Panel – การติดตั้ง Blank Panel ใน rack ที่ว่างจะเป็นการป้องกันลมร้อนที่ออกมาด้านหลัง Rack ผ่านเข้ามาทางช่องว่างที่ไม่ได้ใส่เซิฟเวอร์ เพราะจะทำให้อุณหภูมิหน้า rack สูงขึ้น
   2. ติดตั้งห้องกักลม (Aisle Containment) –  การติดตั้งห้องกักลมมี 2 ประเภททั้งห้องกักลมร้อนและห้องกักลมเย็น โดยห้องกักลมจะทำหน้าที่ป้องกันลมร้อนและเย็นไม่ให้ผสมกันโดยลมร้อนสามารถวนเข้ามาผ่านด้านบนและใต้ rack
   3. จัดช่องร้อนและเย็น – การแยกช่องร้อนช่องเย็นทำได้โดยจัด layout ห้องโดยให้หหน้า rack ชนหน้า rack  หลัง rack ชนหลัง rack เพื่อให้ลมร้อนและลมเย็นแยกช่องทางกัน
   4. จัดการใต้พื้นยกโดยต้องลดการติดตั้งอุปกรณ์ใต้พื้นยกให้มากที่สุด เช่น รางเดินสายไฟและท่อต่างๆ เพื่อให้ลมจากเครื่องปรับอากาศไม่ถูกบล๊อคหรือกัน นอกจากนี้การซีลพื้นยกไม่ให้มีลมรั่วขึ้นมาจากพื้นยกก็เป็นอีกหนึ่งวิธีในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำความเย็น