ISO/IEC 30134-7是数据中心关键绩效指标系列中用于冷却效率CER评价的标准,核心关注数据中心冷却系统为IT设备提供热管理所对应的能源消耗。与PUE这类数据中心整体能源效率指标不同,CER更加聚焦冷却系统本身的能源使用情况,因此在分析数据中心制冷、液冷循环以及相关辅助设备的运行效率时具有针对性。对于采用液冷架构的数据中心,还需要结合CDU、泵、换热器及其他冷却基础设施的实际能源边界进行分析。
标准介绍
ISO/IEC 30134-7用于建立数据中心冷却效率CER(Cooling Efficiency Ratio)的评价方法,通过对冷却系统相关能源消耗与IT设备热负载之间的关系进行量化,使数据中心能够从冷却侧分析能源使用效率。其评价重点不是单独判断某一台冷机、CDU或液冷泵的性能,而是从数据中心冷却系统整体角度建立可测量、可计算的效率指标。
在液冷数据中心中,IT设备产生的热量可能通过冷板、冷却液、CDU及换热系统逐级传递。开展CER评价时,需要明确哪些设备属于冷却系统边界、哪些能源消耗应计入冷却侧,以及IT负载和冷却运行状态如何同步采集。不同液冷架构的能源路径存在差异,因此实际测试时应结合数据中心架构、系统边界及采用的标准版本确认具体测量方案。
适用产品
CER主要用于数据中心冷却系统层面的效率评价,而不是针对单一液冷部件制定独立性能限值。液冷产品及配套设施可以作为冷却系统的一部分参与整体能耗测量和效率分析。
结合液冷数据中心的实际结构,相关测试对象可根据冷却架构进行划分。
| 产品或系统类型 | 典型对象 | 主要关注内容 |
| 冷板式液冷系统 | 液冷服务器、冷板、液冷回路 | 关注IT设备热量传递以及液冷循环过程中相关设备的能源消耗 |
| CDU系统 | CDU、泵、换热器及控制单元 | 关注CDU及其辅助设备运行能耗与实际冷却负载之间的关系 |
| 浸没式液冷系统 | 浸没式液冷服务器、Tank、循环及换热设备 | 关注浸没式冷却介质循环、换热及辅助设备产生的能源消耗 |
| 数据中心整体冷却系统 | 冷机、冷却塔、泵组、换热系统及液冷设施 | 根据实际系统边界统计冷却侧能源消耗,并与IT负载建立对应关系 |
应用场景
在高密度AI服务器和HPC数据中心中,IT设备功率和热负载通常较高,冷却系统的运行能耗会直接影响数据中心整体能源使用水平。CER可以用于单独观察冷却侧的能源表现,帮助分析冷却系统在不同IT负载条件下的运行效率。
对于采用冷板式液冷的数据中心,可以通过CER评价观察CDU、泵及换热设施在不同服务器负载下的能耗变化;对于浸没式液冷系统,则可结合循环、换热和辅助设备的运行状态分析冷却侧能源消耗。测试时需要避免仅以某一台设备的额定功率代表整个冷却系统,因为实际运行能耗还会受到负载、环境条件、控制策略和系统架构等因素影响。
检测项目
CER测试的核心是建立冷却系统能源消耗与IT设备热负载之间的对应关系。因此,实际检测应同时关注冷却侧能耗、IT设备运行状态及必要的环境和系统运行参数,确保最终计算使用的数据具有一致的时间和边界。
| 检测或评价项目 | 测试内容 | 测试目的及关注点 |
| 冷却系统总能耗 | 测量纳入评价边界内的冷却设备能源消耗 | 确定CER计算所需的冷却侧能源数据,避免遗漏或重复统计设备能耗 |
| IT设备负载 | 记录服务器及IT设备在测试期间的运行负载 | 建立冷却系统能耗与实际IT热负载之间的对应关系 |
| 液冷循环能耗 | 测量CDU、泵及相关循环设备的运行功率或能源消耗 | 分析液冷系统在实际运行工况下的辅助能耗 |
| 供回液温度 | 采集液冷回路关键位置的温度数据 | 辅助判断热量传递状态和测试工况是否稳定 |
| 流量与压差 | 记录液冷回路流量、压差等运行参数 | 确认冷却系统处于目标运行状态,并辅助分析泵及循环系统能耗 |
| CER计算 | 依据统一统计周期内的测试数据进行指标计算 | 评价冷却系统能源消耗与IT热负载之间的效率关系 |
测试流程
CER测试需要先明确冷却系统边界,再同步获取IT负载和冷却侧能源数据。对于液冷数据中心,还应确保液冷回路处于稳定状态,使不同测量数据能够在同一运行周期内形成有效对应。
- 确认系统边界:根据数据中心实际冷却架构确定纳入CER评价的冷却设备及辅助设施。
- 确认测试工况:明确服务器负载、环境条件以及液冷系统目标运行状态,避免测试过程中工况频繁变化。
- 布置测量点:根据能源流向和液冷系统结构确定冷却设备功率、服务器负载、温度、流量及压差等必要测点。
- 建立稳定运行状态:启动冷却系统和IT设备,使供回液温度、流量、压力及负载等关键参数达到相对稳定状态。
- 同步采集数据:在统一测试周期内记录冷却侧能源消耗和IT设备运行数据,并保持时间戳及统计周期一致。
- 计算冷却效率:按照适用标准及确定的系统边界对测量数据进行计算,得到相应CER评价结果。
- 结果复核:检查能源计量边界、数据完整性和测试工况,对异常数据及负载变化进行分析后形成测试结论。
注意事项
CER测试首先需要解决的是冷却系统边界问题。数据中心可能同时存在冷机、冷却塔、泵组、CDU及IT侧循环设备,如果边界定义不一致,即使测量数据本身准确,最终计算结果也可能缺乏可比性。因此,正式测试前应根据实际系统架构确认纳入评价的设备范围。
液冷系统测试时,应重点保持服务器负载、供回液温度、流量和压力等关键工况稳定。尤其是泵的运行功率可能随着流量、压差和控制策略变化,如果测试期间冷却需求频繁调整,仅记录某一时刻的功率数据并不能代表整个测试周期的冷却能耗。
还需要注意IT设备负载与冷却系统能耗的数据同步。AI服务器运行过程中GPU、加速器、CPU等计算资源的负载可能存在明显差异,因此不能简单使用单一CPU利用率代表整个服务器的实际计算负载。对于具体测试,应根据服务器架构和项目评价目标确定合适的IT负载表征方式。
如果测试结果用于不同数据中心之间的横向比较,还应进一步考虑环境温度、冷却水或冷却液条件、设备控制策略以及测试周期等因素。具体测试条件和计算边界应以适用标准版本及项目要求为依据,不宜直接套用其他数据中心的测试参数。
应用价值
CER测试能够将数据中心冷却系统的能源消耗从整体数据中心能耗中进一步拆分出来,为冷却系统运行效率分析提供独立指标。对于液冷数据中心,可以通过测试结果识别CDU、泵、换热设施等辅助能耗与实际IT热负载之间的关系。
在液冷方案设计阶段,CER数据可以用于比较不同冷却架构和运行策略的能源表现;在系统调试阶段,可结合流量、压差、供回液温度和设备功率分析冷却系统是否存在不必要的辅助能耗;在长期运行阶段,则可以通过相同边界和统计方法进行趋势分析,为冷却系统控制策略及数据中心能源管理提供依据。
关于德恺液冷检测
德恺液冷检测围绕液冷服务器、CDU、液冷循环系统及数据中心冷却基础设施的测试需求,可根据具体架构开展能耗、热性能、流量、压力及运行稳定性等相关测试,为冷却系统效率评价提供基础测量数据。
针对ISO/IEC 30134-7 CER冷却效率评价,可结合数据中心冷却架构、IT负载特征、液冷系统边界及测试目标,对冷却侧能源计量和运行参数进行梳理,并根据实际适用标准版本进一步确认测量项目、测试工况和评价方法。
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