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GB/T 32910.3-2016《数据中心 资源利用 第3部分:电能能效要求和测量方法》解读

GB/T 32910.3-2016《数据中心 资源利用 第3部分:电能能效要求和测量方法》解读

GB/T 32910.3-2016《数据中心 资源利用 第3部分:电能能效要求和测量方法》规定了数据中心电能能效等级、影响电能能效的因素以及电能能耗和电能使用效率的测量与计算方法,可用于数据中心设计、建设、运维和改造阶段的能效分析。本文结合液冷数据中心应用,介绍液冷服务器、CDU、液冷机柜等设备的能耗测试、测量边界、数据采集和电能能效评价方法。

GB/T 32910.3-2016《数据中心 资源利用 第3部分:电能能效要求和测量方法》是数据中心资源利用系列标准中专门针对电能能效的部分,主要规定数据中心电能能效等级、影响电能能效的因素,以及电能能耗和电能使用效率的测量、计算方法。该标准于2016年8月29日发布,2017年3月1日实施,目前为现行推荐性国家标准,由全国信息技术标准化技术委员会归口,执行单位为全国信息技术标准化技术委员会信息技术与可持续发展分会。

随着AI服务器、高密度计算设备和液冷数据中心的发展,数据中心的电力消耗结构正在发生变化。冷板、CDU、液冷泵组及其他冷却设备虽然不属于IT计算设备,但其运行能耗会直接影响数据中心整体电能使用效率。因此,在液冷数据中心开展电能能效测试时,不能只测试服务器本身功耗,还需要按照明确的系统边界统计数据中心总电能消耗和信息设备电能消耗,并结合实际运行负载进行综合分析。

标准介绍

GB/T 32910.3-2016给出了数据中心电能能效等级及影响电能能效的因素,并规定了数据中心电能能耗的测量方法和电能使用效率的计算方法。标准适用于数据中心电能能耗测量及电能使用效率计算,也可用于分析数据中心电能能效状况,为数据中心设计、建设、运维和改造提供参考,并可作为数据中心电能能效水平评级的依据。

该标准的重点不是对某一台服务器或CDU规定单独的功耗限值,而是从数据中心整体电能利用角度建立测量和评价方法。实际测试中,需要明确数据中心总电能消耗和信息设备电能消耗的测量范围、计量位置及统计周期,并根据标准规定的方法计算电能使用效率。对于液冷架构,还应重点识别冷却系统增加的泵、CDU及其他辅助设备能耗,避免设备级测试与数据中心级能效评价相互混淆。

电能能效评价与液冷系统的关系

评价对象主要关注内容液冷数据中心中的意义
数据中心总电能消耗统计评价边界内各类设施实际消耗的电能需要考虑IT设备、冷却设备及其他基础设施的电能消耗
信息设备电能消耗统计服务器、存储等信息设备的运行电能液冷服务器及AI服务器属于主要IT负载来源
冷却系统电能消耗统计冷却相关设备运行产生的电能消耗重点关注CDU、泵组及其他冷却辅助设备的功耗
电能使用效率依据总电能消耗和信息设备电能消耗等数据进行计算可用于评价液冷架构下数据中心整体电能利用状况
运行负载反映信息设备实际运行状态及负载变化AI服务器负载变化会同时影响IT功耗和冷却需求

电能能效测量的核心要求

电能能效测试首先需要确定数据中心的评价边界和计量点。数据中心总电能消耗与信息设备电能消耗应采用明确、可追溯的测量数据进行统计,测试周期也需要与实际评价目的相匹配。只有保证不同测量点的数据具有一致的时间范围和运行条件,计算得到的电能使用效率才具有实际分析价值。

对于液冷数据中心,电能能效测试还需要关注冷却系统的运行状态。CDU、泵组以及相关辅助设备的功耗并不会完全固定,而会受到IT负载、供回液温度、流量和运行策略等因素影响。因此,测试过程中应同步记录关键运行参数,不能仅通过某一时刻的设备功率判断整个液冷系统对数据中心能效的影响。

适用产品

GB/T 32910.3-2016的评价对象是数据中心整体电能能效,因此并不是单独针对某一种液冷设备制定。与液冷数据中心电能能效测试直接相关的设备包括液冷服务器、AI液冷服务器、液冷机柜、CDU、液冷泵、液冷阀门及相关冷却辅助设备。

其中,液冷服务器和AI服务器主要对应信息设备侧的电能消耗,CDU、泵组及相关冷却设施则属于基础设施侧。对于单台设备的额定功率、待机功耗、满载功耗或运行效率,应结合设备自身技术要求开展产品级测试;而GB/T 32910.3-2016更适合用于数据中心层面的电能能效测量与评价。

应用场景

  • 液冷数据中心新建项目的电能能效测量与评价。
  • AI服务器高密度部署场景下的数据中心电能消耗分析。
  • 传统风冷数据中心改造为冷板式液冷后的能效对比测试。
  • CDU及液冷泵组运行能耗对数据中心整体电能效率影响的分析。
  • 数据中心运维阶段的电能使用效率监测和运行状态评价。
  • 数据中心节能改造前后的电能能效测试与效果分析。

检测项目

检测项目主要测试内容关注重点
数据中心总电能消耗测量测量评价边界内数据中心设施的电能消耗明确总电能计量边界和计量位置
信息设备电能消耗测量测量服务器等信息设备在规定运行状态下的电能消耗记录IT负载并保持统计周期一致
液冷系统功耗测试测试CDU、泵组及冷却辅助设备运行功耗区分冷却设备能耗与IT设备能耗
电能使用效率计算依据测量数据和标准规定方法进行计算保证计算参数、边界及时间周期相互匹配
不同负载能效测试在不同IT负载条件下采集数据并分析能效变化关注服务器负载与冷却能耗之间的关联
能效影响因素分析结合IT负载、冷却系统及运行条件分析电能效率变化避免将单一设备功耗直接等同于数据中心整体能效

测试流程

  • 测试边界确认:明确数据中心评价范围,以及IT设备、冷却系统和辅助设施的统计边界。
  • 计量点确认:根据测试目的确定总电能消耗和信息设备电能消耗的测量位置。
  • 设备状态确认:检查液冷服务器、CDU、泵组等设备运行状态,确认测试条件稳定。
  • 负载条件设置:根据项目目的确定服务器运行负载,并记录相应的运行状态。
  • 电能数据采集:按照规定测试周期采集各计量点电能数据,并同步记录关键运行参数。
  • 数据计算分析:依据标准要求处理测量数据,计算相应的电能使用效率并分析影响因素。
  • 结果评价:结合测试边界、运行负载和冷却系统状态对测试结果进行评价,形成测试分析结果。

注意事项

电能能效测试最容易出现的问题是统计边界不一致。例如,测试数据中心整体能效时,应明确哪些设备属于总电能消耗范围;测试信息设备电能消耗时,也应明确服务器及相关IT设备的统计范围。如果不同测量数据的边界不一致,最终计算结果就无法准确反映数据中心实际电能利用状况。

液冷数据中心还需要特别关注冷却系统的附加能耗。液冷架构可能减少部分传统空气冷却设备的运行需求,但同时会引入CDU、循环泵等设备的电能消耗。因此,评价液冷改造效果时,应同时记录IT设备负载、服务器功耗、CDU功耗、泵组功耗以及温度、流量等关键参数,而不能只比较服务器自身的电能消耗。

测试期间还应避免明显的负载波动和运行模式切换对结果造成干扰。AI服务器在不同工作负载下的功耗变化较大,冷却系统也可能根据负载自动调节。如果测试数据跨越多个明显不同的运行状态,应做好状态标识和数据分段,否则容易造成平均值失真或不同测试结果之间缺乏可比性。

应用价值

通过统一的电能能效测量和计算方法,可以将数据中心的电能消耗从单纯的电量统计进一步转化为可分析的能效指标,为数据中心设计、建设、运维和改造提供量化依据。对于液冷数据中心而言,可以进一步判断冷却系统能耗与IT负载之间的关系。

在液冷改造项目中,将数据中心整体电能能效测试与CDU功耗、泵组功耗、服务器负载及冷却参数结合,可以更全面地分析液冷架构带来的能源变化。通过改造前后的统一边界和测试方法进行对比,也有助于识别冷却系统运行策略、设备效率及负载变化对整体能效的影响。

关于德恺液冷检测

德恺液冷检测围绕液冷服务器、AI液冷服务器、CDU、液冷机柜、冷板、液冷泵、液冷阀门及相关液冷系统开展性能测试,可根据具体项目需求开展功耗、流量、压力、温度、换热、泄漏、耐压及长期运行等测试,为数据中心电能能效评价提供基础测试数据。

针对液冷数据中心电能能效测试,可结合实际系统架构明确IT设备、CDU、泵组及其他设施的测量边界,制定电能数据采集方案,并同步记录服务器负载、冷却温度、流量和设备功耗等运行参数。通过数据中心级能效评价与液冷设备级性能测试相结合,可为液冷系统节能改造、运行优化及能效分析提供更完整的数据支持。

欢迎咨询资深专业工程师,获取GB/T 32910.3-2016数据中心电能能效与液冷系统能耗测试专属方案。

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