Con el fin de demostrar que, dentro de las posibles mediciones de PUE, hay algunas más precisas que otras, y hacia las que los operadores de data center deberían tender, Alfredo Estirado, director general de TRC resume y analiza algunas de las conclusiones del grupo de trabajo que, formado por líderes de todo el sector, se reunió en enero del 2010 para ponerse de acuerdo sobre medidas de eficiencia energética en los centros de datos, así como sobre los indicadores y las convenciones de presentación de informes.

Las organizaciones representadas incluían, entre otras, a ASHRAE, The Green Grid, U.S. Environmental Protection Agency’s Energy Star Program y el Uptime Institute.
En cualquier caso, conviene recordar que lo aquí expresado es sólo un análisis a título personal basado en el documento original, por lo que para obtener una información más completa es recomendable acudir a la página web de The Green Grid (www.thegreengrid.org) y descargarse el informe del grupo de trabajo.

Como ya se ha señalado en otras ocasiones, se acordó entonces que la métrica Power Usage Effectiveness (PUE o Efectividad del Uso de la Energía), de la organización The Green Grid, sería el indicador de efi ciencia energética para los centros de datos.
Aunque el indicador es extensamente conocido en la industria, cabe recordar aquí en qué consiste, antes de entrar a explicar las prácticas recomendadas de medición. El PUE es una medida de la energía total del centro de datos, dividida entre el consumo de energía del equipamiento de TI.
 

PUE = (Consumo de Energía o Potencia Total del Centro de Datos / Consumo de Energía o Potencia TI)
 

Mejorar la medición del PUE

Así pues, mientras que el indicador es de sobra conocido, hoy en día es frecuente comprobar cómo cada operador de centro de datos realiza la medición de un modo diferente. En el documento elaborado por el grupo de trabajo anteriormente mencionado, se trataron de sentar unas bases para aplicar el indicador de eficiencia energética masivamente utilizado por la industria (PUE) de una forma coherente.

Por este motivo, se establecieron en primer lugar dos categorías de centros de datos, en los que la medición ha de ser diferente. El centro de datos dedicado, donde la energía total en la ecuación del PUE incluirá todas las fuentes de energía en el punto de transferencia de servicios públicos al propietario u operador del centro de datos; y centro de datos de usos mixtos, en que la energía total será tan sólo la energía necesaria para el funcionamiento del centro de datos, similar a un centro de datos dedicado y tendrá que incluir la climatización, iluminación e infraestructura de soporte para el funcionamiento del centro de datos. En segundo lugar, el grupo de trabajo recomendó cuatro categorías de medición para calcular el PUE dentro de los centros de datos (categorías 0, 1, 2 y 3), que ofrecen lecturas de menor a mayor calidad a la hora de determinar la efi ciencia energética de nuestro data center.

En este sentido, como veremos a continuación, cuando se calcula el PUE, el consumo de energía de equipos de TI debería ser medida al menos a la salida del Sistema de Alimentación Ininterrumpida (SAI). Sin embargo, la industria debe mejorar su capacidad de medición con el paso del tiempo, para que el cálculo del consumo producido por el equipamiento de TI sea directamente desde la carga de TI (por ej. servidores, almacenamiento, redes, etc.), y esto se convierta en una práctica común.
 

Categorías del PUE

El PUE “Categoría 0” es un cálculo basado en la demanda representando la carga pico en un ciclo de medición de 12 meses.La potencia TI se representa por la demanda (kW) leída en la salida del sistema de SAI (o la suma de las salidas en el caso de que más de un sistema SAI sea instalado) midiendo en el momento en que ocurran picos de usos de los sistemas TI.

El siguiente paso configura la “Categoría 1” de PUE. Se trata de cálculo basado en el consumo. La carga de TI se representa mediante el total de kWh durante 12 meses de las lecturas de salida del sistema SAI (o la suma de las salidas en el caso de que más de un sistema SAI sea instalado).

En la “Categoría 2” la carga de TI se representa mediante el total de kWh durante 12 meses de las lecturas de salida de la PDU que soporte cargas de TI (o la suma de las salidas en el caso de que más de una PDU sea instalada).

El cálculo también está basado en el consumo. Por último, en el caso de PUE “Categoría 3”, hablamos de un cálculo (en base al consumo, al igual que en las anteriores categorías) en el que la carga de TI se representa mediante el total de kWh durante 12 meses de las lecturas tomadas en el punto de conexión de los dispositivos de TI al sistema eléctrico.

Una vez establecidas las categorías de PUE, se pasa a entrar en detalle en las diferentes mediciones de esta métrica.
 

PUE Categoría 0

El total de la potencia del centro de datos se mide en el límite del mismo (por ej. el punto de alimentación eléctrica en el caso de data centers de usos mixtos o en los medidores de servicios en los data centers dedicados) y típicamente se reporta como demanda en kW.

Ya que el punto de medición de la energía TI se encuentra a la salida del sistema de SAI y que se requieren únicamente los picos de la demanda, el equipo de medida necesario deberá ser muy simple con la única capacidad de registrar los valores en kW de dichos picos considerando un ciclo de 12 meses.

Debido a que como medición esto es una imagen instantánea, el verdadero impacto de la TI fluctuante o de las cargas mecánicas, podría perderse. Sin embargo, medidas consistentes pueden proveer datos valiosos que pueden ayudar en la gestión eficiente de la energía. El PUE “Categoría 0”, debería de ser utilizado únicamente en los centros de datos que sean completamente eléctricos, no debería de ser utilizado en data centers que tengan además otros tipos de fuentes de energía (por ej. gas natural, agua enfriada proveniente de servicios públicos, etc.).
 

PUE Categoría 1

Esta es una medición acumulativa y requiere del uso de medidores de consumo en kWh en todos los puntos de medición. La Energía Total debe incluir todos los tipos de combustible que entren dentro de los límites del centro de datos (electricidad, gas natural, agua enfriada, etc.).

Debido a que en este caso se considera el consumo acumulativo manteniendo el punto de medición de la energía TI del PUE “Categoría 0”, el equipo de medida necesario será una evolución del utilizado para la categoría previa y deberá ser capaz de registrar el valor en kWh del consumo acumulado considerando un ciclo de 12 meses.

En un centro de datos dedicado, esto incluirá toda la energía reflejada en las facturas de servicios públicos; para un centro de datos de usos mixtos, todas estas necesitarán una sub-medición en caso que crucen los límites del centro de datos. Una lectura anual debe de reflejar los datos energéticos de 12 meses consecutivos. Este método de medición captura el impacto de la TI fluctuante y de las cargas de climatización, por lo tanto provee una imagen general del desempeño más acertada que PUE “Categoría 0”.
 

PUE Categoría 2
Esta es una medición acumulativa y requiere del uso de medidores de consumo en kWh en todos los puntos de medición. La Energía Total se determina de la misma forma que en la “Categoría 1”.

Como en este caso se mantiene la capacidad de registrar el valor acumulativo y varía el punto donde se realiza la medición de la energía TI respecto a la categoría anterior, realizándose la misma a la salida de la PDU, lo más natural será que el equipo de medida necesario sea la misma PDU y deberá ser capaz de registrar el valor en kWh del consumo acumulado del total de las cargas conectadas a la PDU, considerando un ciclo de 12 meses.

Este método de medición provee una exactitud adicional de la carga de TI, al eliminar el impacto de las pérdidas asociadas con transformadores de PDU o switches estáticos.
 

PUE Categoría 3

Esta es una medición acumulativa y requiere del uso de medidores de consumo en kWh en todos los puntos de medición. La Energía Total se determina de la misma forma que en la Categoría 1.
Finalmente como parte de un proceso de reducción en el margen de error en la toma de datos, el punto donde se realiza la medición  de la energía TI varía respecto a la categoría anterior, acercándose tanto como es posible actualmente a las cargas y ubicándose directamente en las salidas de la PDU.

Al igual que con la categoría anterior, lo más natural será que el equipo de medida necesario sea la misma PDU y deberá ser capaz de registrar el valor en kWh del consumo acumulado de cada una de las cargas conectadas a la PDU de forma individual, permitiendo la discriminación de aquellas tomas de alimentación que posean cargas no TI, considerando un ciclo de 12 meses.

Este método de medición provee el nivel más alto de exactitud para la medición de las cargas de TI al eliminar el impacto de todas las pérdidas asociadas con los componentes de distribución eléctrica y de aquellas de los dispositivos que no estén relacionados con TI, por ej. los ventiladores enracables.

En la tabla 1 podemos observar las características básicas necesarias para realizar la medición de cada categoría de PUE.
 

Conclusión

Es bien sabido que numerosos operadores de centros de datos podrían no tener actualmente la capacidad de medir con precisión todos los componentes que consumen energía dentro de sus instalaciones. Por esto, se han recomendado las cuatro categorías de mediciones explicadas previamente.

Lo que se busca es animar a los operadores con equipos limitados de medición, al mismo tiempo que se defi ne un marco que permita a los operadores agregar puntos adicionales de medida para incrementar la precisión de su programa de medición.

El objetivo es recomendar una estrategia de cálculo consistente y repetible que permita a los operadores de centros de datos monitorizar y mejorar la efi ciencia energética de sus instalaciones.

Estas mediciones tratan de lograr que la industria llegue a un acuerdo común respecto a los indicadores de efi ciencia energética, de modo que se pueda generar un diálogo para mejorar la eficiencia y reducir el consumo de energía.

El incremento gradual de la precisión en las categorías, (desde la “0” con centros de datos que simplemente miden las cargas pico en un período de 12 meses a la salida del sistema de SAIs, hasta la “Categoría 3” que utiliza el total en kWh leído en el punto de conexión de los equipos que conforman las cargas TI, eliminando el impacto de las pérdidas asociadas con los componentes de distribución eléctrica y equipamiento no-TI), representa la incorporación de prácticas verdes con visión de futuro.

Otros ejemplos son la inclusión de las ponderaciones para diferentes tipos de energías a ser utilizadas para potencia y climatización, o los nuevos cálculos para centros de datos que utilicen fuentes de energía renovables o reciclaje del calor, abriendo cada vez más el abanico de opciones, pero manteniendo siempre el objetivo de una mejor efi ciencia energética y una mayor preocupación por el medio ambiente.