Neste ponto, é provável que você já esteja familiarizado com o termo PUE (Eficiência no Uso de Energia), uma medida padrão na indústria de data centers usada para avaliar a eficiência energética de uma instalação. Apesar de algumas afirmações de que o PUE pode ser suscetível à manipulação ou não é totalmente adequado para avaliar o impacto ambiental completo, é importante destacar que muitos data centers ainda empregam essa métrica para mensurar a eficiência de suas operações.
O cálculo do PUE envolve a divisão da quantidade total de energia que entra em um data center pela energia utilizada para alimentar a infraestrutura de TI nele contida. Assim, o PUE é expresso como uma relação e a eficiência global aumenta à medida que essa relação se aproxima de 1.
O propósito fundamental do PUE é auxiliar os gestores em áreas como operações, tecnologia da informação e gerenciamento das instalações dos data centers em seus esforços para aprimorar a eficiência energética. No entanto, é pertinente salientar que o PUE oferece apenas uma visão parcial da realidade do data center. Embora seja valioso para monitorar alterações em uma única localização e identificar discrepâncias significativas de eficiência entre instalações semelhantes, a compreensão das causas subjacentes dessas variações requer uma análise mais aprofundada.
Assim, a medição do PUE representa o primeiro passo para compreender a eficiência energética de um data center, mas para orientar melhorias adicionais, é essencial conduzir pesquisas detalhadas baseadas nas características específicas de cada centro.
Natureza dinâmica de um Data Center
Os centros de dados estão em constante mutação. As aplicações, bem como a equipe de TI e a infraestrutura que as sustentam, evoluem continuamente para atender de forma mais eficaz às necessidades comerciais das organizações.
Portanto, o projeto inicial de um data center fica obsoleto logo após a conclusão da instalação e a ativação completa da infraestrutura. Os cálculos de consumo de energia frequentemente são baseados em um design estático, em vez da configuração dinâmica do data center.
É importante considerar a discrepância entre a natureza projetada (estática) e a real (dinâmica) de um centro de dados. As melhorias ocorrerão gradualmente ao longo do tempo por meio de alterações na infraestrutura. Além disso, é relevante observar que à medida que a carga de trabalho em um centro de dados se altera, o ponto de operação dos subcomponentes mudará em suas curvas de eficiência.
Tipo de Data Center
O tipo de processamento realizado em um data center pode afetar significativamente os valores do PUE. O centro de dados é principalmente usado para testes, produção, processos internos, redes ou outras finalidades? Qual é o principal negócio respaldado pelo centro de dados (por exemplo, serviços financeiros, saúde, telecomunicações, etc)? Qual nível de resiliência é necessário para sustentar esse negócio?
Outro aspecto a considerar é se o plano de operações do centro de dados inclui recuperação de desastres, o que certamente afeta a eficiência. De maneira semelhante, os atributos físicos do centro de dados têm um impacto no PUE. Quais níveis de temperatura e umidade costumam ser mantidos no centro de dados? Que tipo de sistema de refrigeração é utilizado? É empregado resfriamento gratuito (freecooling)? Qual é a idade do centro de dados e dos subcomponentes que ele contém? Foi originalmente projetado como um centro de dados ou modificado para esse uso? Muitos subcomponentes de infraestrutura e alguns equipamentos de TI atualmente suportam recursos de redução de energia. Eles são usados no centro de dados? São eficazes? Cargas fictícias estão sendo executadas e, em caso afirmativo, por que e quando?
Clima e Localização
A localização de um centro de dados pode ter um impacto significativo em seu PUE. A eficiência de sistemas mecânicos idênticos pode variar drasticamente dependendo do clima em que o sistema opera.
O clima local também afeta as horas de resfriamento gratuito disponíveis. Vale lembrar que o "free cooling" envolve a capacidade de fornecer resfriamento aos equipamentos de TI aproveitando as condições ambientais locais para reduzir o consumo de energia.
Da mesma forma, alguns sistemas mecânicos simplesmente não são práticos em certos climas ou locais.
Por outro lado, a localização tem um impacto significativo nas tarifas de serviços públicos e até mesmo na disponibilidade de energia.
Design e Operação
O impacto do design da infraestrutura de um centro de dados no PUE não deve ser subestimado. A densidade do equipamento de TI, a arquitetura de distribuição de energia, os sistemas de resfriamento, os níveis de redundância e o design têm um impacto importante na eficiência.
Mesmo o melhor design pode resultar em eficiência inferior à planejada à medida que ocorrem mudanças na operação. Por exemplo, aumentar a densidade em um único rack além do valor de design especificado pode fazer com que os sistemas de ar-condicionado precisem resfriar o novo ponto quente. Como resultado, o sistema de resfriamento não está mais em equilíbrio e é menos eficiente.
Outras métricas
A indústria de centros de dados há muito tempo utiliza o PUE como o padrão mais importante para medir o consumo de energia, mas existem outras métricas igualmente válidas para essa tarefa: o CUE e o WUE.
Eficiência no Uso de Carbono (CUE)
O CUE mede as emissões diárias de carbono de um centro de dados, enquanto o PUE se concentra na eficiência energética geral. O aumento dos preços de energia e a preocupação com o meio ambiente levaram organizações a reduzir emissões de gases de efeito estufa, incluindo carbono. Compreender o CUE pode ajudar empresas a buscar incentivos financeiros ecológicos.
Ao contrário do PUE, o CUE tem uma unidade física, sendo energia dividida por energia. O CUE ideal é 0,0, indicando nenhuma emissão de carbono nas operações.
Eficiência no Uso de Água (WUE)
À medida que os centros de dados buscam métodos de resfriamento mais eficientes, a Eficiência no Uso de Água (WUE) se tornou crucial. O WUE, desenvolvido pelo The Green Grid, ajuda a medir a água usada para resfriamento e outras necessidades do edifício. O WUE, usado com métricas de eficiência energética e de carbono, pode reduzir o consumo de energia e a necessidade de água e eletricidade para operar o centro de dados eficientemente.
O cálculo do WUE é simples: divida o uso anual de água em litros pelo uso de energia do equipamento de TI em quilowatts-hora (Kwh). Isso inclui água para resfriamento, controle de umidade e geração de eletricidade. No entanto, o uso de água por centros de dados (ou edifícios comerciais) é complexo, pois a geração de eletricidade muitas vezes consome água. Aumentar o uso de água no centro de dados pode, na verdade, reduzir o consumo total, diminuindo a eletricidade necessária. Reduzir a água é desejável para centros de dados que usam resfriamento por evaporação, visando sustentabilidade e regulamentações locais.
Conclusão
Para medir a eficiência real de um data center, a melhor opção parece ser fazer uma medição independente e combinada das três métricas. Combinar a relação já estabelecida do PUE com os números mais recentes do WUE e do CUE pode levar a redução do consumo elétrico do centro de dados, melhorando sua eficiência.
A chave está em usar componentes de construção altamente eficientes em termos energéticos, como um sistema de resfriamento eficaz, iluminação eficiente e geração de energia e aquecimento eficientes. Isso assegura que o consumo de energia se mantenha ultraeficiente, concentrando-se nos computadores em operação.
Entretanto, medir as três métricas e implementar as ações necessárias para melhorar a eficiência do data center é um trabalho que nem todas as empresas de data centers estão dispostas a fazer. Algumas vezes, notícias e relatórios afirmam uma eficiência energética de 100%, mas podem tomar atalhos ou omitir fatores que afetam a eficiência de um data center, como, por exemplo, as emissões de Escopo 2 e 3, fundamentais para a eficiência de qualquer empresa.
