Was bedeutet Power Usage Effectiveness (PUE)?

Kontinuierliches Energiemonitoring ist im modernen Rechenzentrum nicht mehr wegzudenken. Eine der bekanntesten Kennzahlen ist die Power Usage Effectiveness (PUE), die als globaler Leitwert für die Energieeffizienz gilt. Die PUE wurde erstmals im Jahr 2007 von The Green Grid eingeführt, um eine nützliche und leicht verständliche Kennzahl für die Energieeffizienz von Rechenzentren zu schaffen. Sie ist ein hervorragendes Benchmarking-Tool, mit dem Unternehmen über einen längeren Zeitraum hinweg die Ergebnisse ihrer Anpassungen und Optimierungen verfolgen können.

Um den PUE-Wert zu berechnen, muss ein Unternehmen zwei Faktoren bestimmen:

  1. Die IT-Last. Dies ist die von den IT-Geräten verbrauchte Energie, die in der Regel über Stromverteilungseinheiten (PDUs) gemessen wird.
  2. Der Gesamtenergieverbrauch der Einrichtung, einschließlich aller Netzwerkgeräte, Kühlsysteme, Beleuchtung und unterbrechungsfreien Stromversorgungen. Er wird in der Regel über den Zähler des Versorgungsunternehmens gemessen.

Sie ist ein hervorragendes Benchmarking-Tool, mit dem Unternehmen über einen längeren Zeitraum hinweg die Ergebnisse ihrer Anpassungen und Optimierungen verfolgen können.

 

PUE und der Energieverbrauch von Rechenzentren 

Moderne Rechenzentren beherbergen die kritische IT-Infrastruktur, die viele Branchen benötigen. Diese IT-Ausrüstung verbraucht zwar Energie, erzeugt aber auch eine Menge Wärme. Da Rechenzentren wachsen und immer mehr Rechenleistung bereitstellen, müssen sie auch ihre Geräte durch effektives Wärmemanagement, Kühlung und Raumnutzung in einem Topzustand halten.

Ein Rechenzentrumbetreiber kann den PUE-Wert zur Überwachung des Energieverbrauchs nutzen. Einfach ausgedrückt: Wenn ein Rechenzentrum einen hohen PUE-Wert aufweist, sollte es nach Möglichkeiten zur Optimierung des Energieverbrauchs suchen. Eine Senkung des PUE-Wertes verringert nicht nur unnötige Energieausgaben, sondern trägt auch zu Energiesparinitiativen, zur Verringerung von Emissionen und zur Bereitstellung der bestmöglichen Kundenerfahrung bei.

 

Was bedeutet DCiE?

Data Centre Infrastructure Efficiency (DCiE) ist eine weitere Methode zur Beurteilung des Energieverbrauchs eines Rechenzentrums. Sie verwendet dieselben Metriken wie PUE, stellt die Ergebnisse jedoch auf eine andere Weise dar: Während PUE ein Verhältnis ist, zeigt DCiE die IT-Last als Prozentsatz des gesamten Stromverbrauchs des Rechenzentrums an.

Wie viel Energie verbraucht ein Rechenzentrum?

Rechenzentren verbrauchen viel Energie. Daher sind die Anbieter von Rechenzentren verpflichtet, nach Möglichkeit weniger Energie zu verbrauchen. Die weit verbreitete Einführung von Echtzeit-Geschäftsprozessen, maschinellem Lernen und High-Speed Connectivity bedeutet, dass der Energieverbrauch in Zukunft noch weiter steigen könnte.

Da Rechenzentren rund 1 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs ausmachen, ist es von entscheidender Bedeutung, wo immer möglich Verbesserungen vorzunehmen. Sowohl PUE als auch DCiE sind wichtige Instrumente, um unnötigen Energieverbrauch zu verringern.

 

Wie werden PUE und DCiE berechnet?

Die Berechnung der PUE lautet:

Gesamtenergieverbrauch des Rechenzentrums / Energieverbrauch der IT-Ausstattung = PUE

Ein Rechenzentrum mit einem Energieverbrauch von 50.000 kWh und einem Verbrauch von 40.000 kWh für IT-Geräte hätte beispielsweise einen PUE-Wert von 1,25.

Für die DCiE kehrt man die Formel um:

Energieverbrauch der IT-Ausstattung / Gesamtenergieverbrauch des Rechenzentrums = DCiE

Im vorherigen Beispiel hätte das Rechenzentrum einen DCiE von 80 Prozent.

 

Was sagt der PUE-Wert aus?

Rechenzentrumsanbieter sollten den PUE-Wert nutzen, um die Energieeffizienz kontinuierlich zu verbessern und das Rechenzentrum letztlich kosteneffizient zu machen. Je höher der PUE-Wert, desto ineffizienter ist der Energieverbrauch des Rechenzentrums. Umgekehrt gilt: Je näher der PUE-Wert bei 1 liegt, desto effizienter ist die Energienutzung.

Der Energieverbrauch kann je nach Tages- und Jahreszeit schwanken - regelmäßige Messungen helfen, diese Schwankungen auszugleichen. Im Laufe der Zeit zeigen diese Ergebnisse, wie sich Unternehmen verbessert haben, und schaffen künftige Benchmarks für Rechenzentren.

Nach Angaben des Uptime Institute lag der durchschnittliche PUE-Wert im Jahr 2021 bei 1,57, was bedeutet, dass Rechenzentren rund 60 Prozent ihres Energieverbrauchs für IT-Geräte aufwenden. Dies ist nur eine leichte Verbesserung gegenüber dem Wert von 1,59 im Jahr 2020, jedoch eine deutliche Steigerung gegenüber dem Durchschnittswert von 2,5 im Jahr 2006.

Interessanterweise hat Europa insgesamt die energieeffizientesten Rechenzentren und der Nahe Osten und Afrika die am wenigsten effizienten - das Klima und die höheren Stromkosten in Europa spielen dabei eine wichtige Rolle.

Barchart: PUE-Durchschnitt per Land

Den PUE-Wert optimieren

Reduziert ein Anbieter seinen PUE-Wert, dann wird das Rechenzentrum ökonomischer und verschafft sich einen Vorteil gegenüber weniger effizienten Wettbewerbern. Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, die PUE zu optimieren:

Cold Aisle Containment
Die Einhausung des Kaltgangs trägt in Kombination mit der Eliminierung von Bypass-Luftströmen (Abdeckplatten, Bypass-Luft usw.) am meisten zur Verbesserung der PUE bei.

Verbesserte Kühltechnologie
Ein Großteil des Stroms in einem Rechenzentrum wird für die Kühlung der IT-Geräte verbraucht. Ob durch effizienteres Luftstrom-Management, fortschrittliche Kühlsysteme oder bessere Layouts - mit der Optimierung der Kühltechnologie kann viel Energie eingespart werden.

Auch kleine Optimierungen zeigen große Wirkung 
Jede Verbesserung zählt: Wenn Unternehmen weniger Energie verschwenden und sich für den Einsatz moderner Stromversorgung und automatischer Beleuchtung einsetzen, dann trägt das gesamte Rechenzentrum zur Reduzierung des PUE-Werts bei.

Regelmäßig messen 
Es ist wichtig, dass ein Rechenzentrenbetreiber seinen PUE-Wert regelmäßig misst. Regelmäßige Messungen decken nicht nur Probleme auf, sondern liefern auch ein klares Bild aller Maßnahmen und Fortschritte.

Warum es so wichtig ist, den PUE-Wert zu reduzieren

PUE und DCiE zeigen, wie effizient ein Rechenzentrum Energie nutzt. Wenn Unternehmen wissen, wieviel Energie für die verschiedenen Prozesse verbraucht wird, können sie auch besser beurteilen, wie und wo sie Optimierungen vornehmen können, um Kosten zu sparen, ihren Service zu verbessern und nachhaltiger zu werden.

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