Performance Indicator (III) – Cómo medir el PUE

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Hoy vamos a hablar de cómo medir el PUE. Como en los últimos años todo el mundo ha hablado hasta la saciedad del PUE puede parecer absurdo escribir un artículo sobre cómo medirlo. Pero no, os aseguro que no es absurdo: he comprobado personalmente que, aunque mucha gente hable del PUE, no sabe en realidad cómo debe medirse.

Esto es así porque mucha gente, en vez de hablar sobre mediciones reales, lo hace sobre estimaciones basadas en potencias nominales teóricas. La inmensa mayoría no es consciente de que el PUE real va a depender mucho de la carga y condiciones de explotación, de la misma forma que el consumo real del coche no se parece en nada al homologado, pues en el consumo del coche influirá la carga, la forma de conducción, tipo de carretera y un montón de factores más.

Medir el PUE no entraña ningún misterio ni dificultad. Lo único es que hay que tener claro es qué hay que medir y cómo hay que medirlo, y disponer de los medios técnicos para hacer las medidas.

Conceptualmente, The Green Grid define el PUE como el ratio entre la energía del DataCenter y la energía consumida por los equipos IT, es decir:

PUE = Total Facility Energy / IT Equipment Energy

Viendo la fórmula el concepto está clarísimo. Ahora, para realizar la medida de forma correcta hay que tener claras las respuestas a las siguientes preguntas:

1. ¿Qué significa energía del DataCenter? ¿Es potencia activa o energía activa? ¿Y si es energía activa, de qué periodo es?
2. ¿Dónde hay que tomar la medida consumo Total?
3. ¿Dónde hay que tomar la medida consumo equipos IT.

Os puedo asegurar que, en función de cómo respondamos a esas preguntas, podemos obtener cifras de PUE muy dispares. Así que, para hacer las cosas bien, vayamos a las definiciones dadas por TGG.

Para entender mejor las cosas, empecemos por lo conceptualmente más fácil, que es el consumo de los equipos IT. El alcance es sencillo de determinar: servidores, sistemas de almacenamiento, componentes de red, etc. Pero ¿dónde realizamos la medida? Hay tres posibilidades:

1. A la salida de la(s) UPS. Fácil en la mayoría de los casos, basta con que la UPS disponga de algún sistema de monitorización, normalmente SNMP. En este caso el consumo IT sería la suma de los consumos a las salidas de las UPS. Por ejemplo, si hay dos UPS, el denominador de la ecuación del PUE será la suma del consumo a la salida de las dos UPS.
2. A la salida de las PDU’s. Para esto hace falta disponer de PDU’s monitorizables. Si no las tenemos, es posible instalar pequeños monitorizadores en cada una de las líneas que vayan a las PDU’s (lo podemos conseguir por unos con muy bajo coste por PDU, si queréis preguntadme). El consumo IT será la suma del consumo de todas las PDU’s. Como es obvio, es necesario que todas las PDU’s estén monitorizadas. Si tenemos diez PDU’s pero sólo monitorizamos ocho, estamos dejando de sumar dos en el denominador y el PUE que obtendremos será más alto del real.*
3. A la entrada de los equipos IT: requiere que cada enchufe de cada equipo IT esté conectado a un enchufe inteligente que monitorice la energía. Puede hacerse también a bajo coste (preguntadme de nuevo).

Bien, ya sabemos dónde hay que medir los consumos de los equipos IT. La siguiente pregunta es qué hay que medir. Parece una pregunta tonta, pero no lo es. Lo que hay que medir es energía activa (kWh) como si fuera un simple contador eléctrico. He visto algunas instalaciones en las que se mide potencia activa y se realizan los cálculos para conseguir la energía activa. Esto sólo es fiable si la frecuencia de muestreo es alta, y por eso la especificación dice que hay que utilizar energía activa.

Si ya sabemos las respuestas a las preguntas ¿dónde hay que medir? Y ¿qué hay que medir?, la siguiente es el cuándo. Es decir, cuándo tenemos que tomar las medidas o, mejor dicho, cada cuánto tiempo tenemos que tomar las medidas. La respuesta básica a esta pregunta es lo más a menudo que sea posible. Lo ideal sería que pudiéramos tomar medidas cada cinco minutos o, en su defecto, cada cuarto de hora como en el sector eléctrico.

Lo que es muy importante es tener en cuenta que el PUE es un año de medidas. Es decir, si quiero dar una medida sencilla pero real del PUE, lo que tengo que hacer es poner un contador eléctrico para que mida el consumo total, otro para que mida el consumo IT, esperar un año, ver los kWh consumidos y hacer la división.

¿Por qué un año? Para que la medida sea real. Si realizamos un muestreo frecuente, podremos ver momentos en el que la medida del PUE es muy buena y otros en las que es muy mala. Es decir, si en vez de tomar un año completo tomo sólo una hora, por ejemplo entre las seis y las siete de la mañana de un día de invierno en el que todo el datacenter esté refrigerado mediante freecoling y además por casualidad tengo todos los equipos IT al 100% de carga… me saldrá un PUE buenísimo, pero no es un PUE válido. Pero son necesarias: estas medidas parciales del PUE nos serán muy útiles para aprender las diferentes condiciones de explotación que tiene nuestro DataCenter y cómo tomar medidas para mejorarlas, y así conseguir que la medida global sea mejor.

Hasta aquí lo referente al consumo IT. Pero ¿y el consumo total? (Total Facility Energy) ¿Dónde se mide? Mucha gente lo está midiendo en el cuadro principal del DataCenter, es decir, además del consumo IT miden consumo de refrigeración, UPS, switches de transferencia, etc. ¡Pero esta medida es incorrecta! Si miramos la definición en inglés que hace TGG, el numerador es Total Facility Energy. Y el significado de Facility, en este caso, no es sólo la sala de ordenadores. El significado es El Centro de Proceso de Datos y todo lo necesario para que funcione. Es decir, que hay que añadir el consumo de los humanos que hacen que el tinglado funcione. Quizá la expresión no sea la adecuada, porque hay técnicos de sistemas que aunque tengan DNI no parecen humanos y probablemente no hayan nacido en este planeta, pero el consumo eléctrico que genera su trabajo hay que tenerlo en cuenta.

Así, si una organización tiene un edificio en el que se alberga el CPD y la gente del departamento de sistemas, Total Facility Energy significa Consumo del Edificio, que obviamente incluye la calefacción de los despachos de los informáticos, su iluminación, PC’s, etc. Esto tiene consecuencias:

1. Es fácil de calcular si existe un edificio dedicado al CPD y su personal, pero en los casos mixtos (edificios que sólo son parcialmente dedicados al Centro de Proceso de Datos) hay que determinar qué parte corresponde a Total Facility Energy y es fácil cometer errores.
2. Evidentemente, el consumo del numerador será mayor si se tiene en cuenta el verdadero significado de Total Facility Energy y, por tanto, el PUE será peor que si se calcula únicamente con la energía de la sala de ordenadores. Por eso podemos afirmar sin dudar que muchas de las cifras de PUE oídas en conversaciones de café son inventadas o simplemente están mal medidas.
3. Un CPD mediano puede necesitar x técnicos de sistemas y un CPD grande puede necesitar el mismo número de técnicos de sistemas, así que incrementa más todavía las economías de escala entre CPD’s pequeños y grandes.

Recapitulando, hemos visto que TGG propone diversos puntos de medida, así como frecuencias diferentes para tomarlas. Eso es porque podemos hablar de tres categorías de PUE (Básico o L1, Intermedio o L2 y Avanzado o L3). Así que no vale con decir mi PUE es X. Deberíamos decir Mi PUE LY es X, donde Y es la categoría del PUE que hemos medido. A continuación tenemos el cuadro resumen:

Este artículo ha salido el doble de largo de lo habitual en el blog, y aun así podría extenderse mucho más. Así que ya sabéis, quienes tengáis dudas después de leer el artículo, queráis ayuda para montar un sistema de medición en tiempo real, saber qué dispositivos son los más adecuados para montar un sistema de medición sin romper el presupuesto, etc, contactad conmigo.

^{1 Ver las consideraciones sobre lo que significa Entrada del Edificio.}