ITEEsv

背景說明

全球經濟現在依賴於資訊和通信技術以及相關的數字數據的生成、傳輸、傳播、計算和存儲。所有市場的數據都經歷了指數級增長，用於社會、教育和商業領域，雖然互聯網骨幹網承載流量，但私營企業和共用/託管設施內的節點和樞紐有各種各樣的數據中心。

歷史數據生成增長率超過了資訊和通信技術硬體的容量增長率，而且世界上只有不到一半的人口（2014 年）能夠使用互聯網連接，因此數據的增長只會加速。此外，隨著許多政府制定「數位議程」，為公民和企業提供更快的寬頻接入，網路速度和容量的提高本身就會產生越來越多的使用量（Jevons Paradox）。數據生成以及隨之而來的數據作和存儲的增加與功耗的增加直接相關。

在這種背景下，很明顯，數據中心的增長，尤其是功耗，是一個不可避免的結果，儘管採取了最嚴格的能效戰略，但增長將需要增加功耗。因此，需要涵蓋有效利用資源（包括但不限於能源）和減少CO2排放的關鍵績效指標（KPI）。

為了確定數據中心的整體資源有效性或效率，需要一套全面的指標。對於數據中心基礎設施的資源有效性或效率，電源使用效率（PUE）定義為 ISO/IEC 30134-2。PUE 將用於測量和提高數據中心基礎設施的能源效率，例如冷卻系統和電源系統。對於不僅擁有基礎設施還擁有 IT 設備的數據中心，還需要衡量和提高 IT 設備的資源有效性或效率。僅向客戶提供基礎設施的數據中心可以稱為主機託管數據中心或住房服務提供者。對於這些數據中心，PUE 是必不可少的。但是，擁有並提供伺服器、存儲和網路設備的數據中心稱為託管或雲服務提供者。這些服務提供者可以通過提高他們擁有的IT設備的能源效率或效率來管理IT設備並提高資料中心的資源有效性或效率。

本文件規定了數據中心資訊技術設備伺服器能（ITEEsv），其中指定了衡量資料中心伺服器設備的能效或效率的方法。擁有伺服器的數據中心可以使用此文件來確定其當前伺服器設備的能源效率或效率，並通過在更換伺服器或擴展伺服器容量時將能源效率或效率納入其採購要求來提高能源效率或效率。安裝在資料中心的 IT 設備包括伺服器、儲存系統和網路設備。但是，由於衡量其性能的指標不同，並且簡單的加法或平均值不是適合的總結方法，因此很難計算不同類型 IT 設備的能源效率或效率的匯總值。ITEEsv 定義了獲得伺服器的平均能效或效率的方法。

範圍

本文檔指定了資訊技術設備伺服器能效（IT Equipment Energy Efficiency for servers，ITEEsv），這是一個關鍵性能指標（KPI），用於量化數據中心中伺服器的能效特徵。ITEEsv 可以使用預先存在的或特定於上下文的伺服器性能基準來計算。ITEEsv 旨在協助提高給定數據中心中伺服器的總能效。

本文檔定義了

定義了什麼是ITEEsv
描述了ITEEsv的目的
介紹如何使用ITEEsv
描述ITEEsv的報告

術語、定義和縮寫術語

資訊技術設備伺服器能效，數據中心內所有伺服器或一組伺服器的每 kW 最高性能

伺服器

為工作站、個人電腦或計算機網路中的其他功能單元提供服務的功能單元

SMPE

伺服器最高性能

SMPO

伺服器最大功率

SERT

伺服器效率評級工具

什麼是ITEEsv

資訊技術設備伺服器能效（ITEEsv）是一個標準化指標，用於衡量資料中心環境中伺服器的能效。ITEEsv 由 ISO/IEC 30134-4：2017 標準定義，提供了一種統一的方法來評估伺服器相對於消耗的能源執行的有用工作量。該指標可幫助組織瞭解其伺服器使用能源的效率，從而在能源管理和優化方面做出更明智的決策。

ITEEsv的目標

ITEEsv 的主要目的是提供一致且可靠的指標來評估伺服器的能效。在全球對能源消耗和碳排放日益增長的擔憂的背景下，該標準至關重要。通過使用 ITEEsv，組織可以：

基準效率：將其伺服器的能效與行業標準或競爭對手進行比較。
確定改進機會：識別伺服器運營中的低效率問題，這些低效率可以進行優化以降低能耗。
支持合規性：確保遵守政府和國際機構日益強制要求的能效法規和標準。
促進可持續發展：通過減少數據中心運營的碳足跡，為企業可持續發展目標做出貢獻。

ITEEsv的相關性

ITEEsv是⼀個KPI，它根據這些伺服器的規格或潛在性能描述資料中⼼中所有伺服器或⼀組伺服器每千⽡的最⼤性能。ITEEsv反映的是伺服器的能效能⼒，⽽不是伺服器實際運⾏情況下的能效。

伺服器能效或效率是

每單位能量做功的容量（能⼒）;
伺服器實際執⾏⼯作的時間量（利⽤率）;
伺服器在減少⼯作負載時減少能源使⽤的能⼒（電源管理）。

ITEEsv考慮了能⼒(上面所提的每單位能量做功的容量（能⼒）)，⽤於量化引⼊每單位能量能⼒⾼的伺服器的影響。平均⽽⾔，具有較⼤ITEEsv值的數據中⼼表明安裝了具有更⾼能效或效率的伺服器。注意：ITEEsv不涉及數據中⼼基礎設施，例如空調或IT設備的運⾏。數據中⼼的IT設備包括伺服器、儲存系統和網路設備，ITEEsv僅針對伺服器進⾏測量。

ITEEsv是⼀個關鍵績效指標，旨在對特定的數據中⼼或數據中⼼的⼀部分進⾏⾃我改進，⽽不是⽤於不同數據中⼼之間的⽐較。ITEEsv不應⽤於為資料中⼼或單個伺服器設置法規。

如何計算ITEEsv

SMPEi

是伺服器i的最⼤性能，SMPEi值是伺服器的最⼤或峰值性能i. SMPEi應從製造商提供的性能基準測試結果獲得，或者在基準測試滿⾜後述如何測量的要求下通過直接測量獲得。

注意

性能基準測試⽅法的選項可以在標準的附錄A.2中找到。SMPEi的單位取決於應⽤的基準測試⽅法。

SMPOi

是伺服器的最⼤功耗i，單位為kW。SMPOi值是伺服器的最⼤功耗。SMPOi應通過使⽤製造商提供的功耗數或直接測量獲得。SMPOi應表⽰在獲得其相應SMPEi值的基準測試執⾏期間使⽤的平均功率。

注意

伺服器能效的最⼤值因CPU架構和⼯作負載⽽異，但通常在⾼CPU負載⽔準下實現。但是，只有少數基準測（如SERT和SPECpower）可以找到近似的最⼤伺服器能效。⼤多數基準測試⽅法揭⽰了伺服器的最⼤性能（SMPE）和最⼤功耗（SMPO）。作為實際最⼤伺服器能效的替代指標，ITEEsv的計算⽅法是最⼤性能除以最⼤功耗。

小結

ITEEsv是數據中⼼中所有伺服器或⼀組伺服器的能源效率的平均值。較⾼的ITEEsv值表⽰每單位電⼒的處理
⼒較⾼（在最⼤功率下）。可以通過使⽤具有更⾼能源效率的伺服器來改進ITEEsv。

如何測量 ITEEsv 的 SMPE 和 SMPO

通則

當使⽤基準測試⽅法確定SMPE和SMPO時，基準測試應代表被測試伺服器的應⽤程式。對於ITEEsv計算，對所有伺服器應⽤⼀種基準測試⽅法，並且基準測試⽅法不得混合使⽤。如果由於伺服器類型、配置或預負載的差異，⼀種基準測試⽅法並不適合所有伺服器，則應對伺服器進⾏分組，以便可以應⽤⼀種基準測⽅法。然後計算組中伺服器的ITEEsv。不應在這些組中添加ITEEsv。如果無法準確確定組中任何特定伺服器SMPE和SMPO，則這些伺服器不應包含在ITEEsv的計算中。在⽐較給定數據中⼼的歷史ITEEsv值時，每次測ITEEsv時都應使⽤相同的基準⽅法。

數據中⼼擁有⼈ / 營運商應根據其營運的數據中⼼的情況，根據以下準則，適當和謹慎地選擇基準⽅法。什麼時候採⽤基準⽅法計算ITEEsv，所選基準應滿⾜下述中的選擇要求，並應滿⾜下述中的選擇建議。

ITEEsv基準測試⽅法選擇要求

⽤於計算ITEEsv的基準應具有：

使⽤精確且⾼度可重複的功率和性能測量⽅法（如A.3中引⽤的⽅法）收集的SMPO;
有效性評分的運⾏間差異為≤ 5%;
與伺服器功耗⾼度相關的⼯作負載;
在執⾏included期間測量和報告power and performance的基準測試⼯作量;
作為普遍接受的⼯具或其結果的基準測試⽤於正在測試的伺服器類

ITEEsv基準測試⽅法選擇建議

⽤於計算ITEEsv的基準應：
可在主要硬體架構和作系統之間移植
執⾏時間完全運⾏少於6⼩時
測量或表⽰實際⼯作負載
包括端到端⾃動化
指定並⾃動收集重現結果所需的配置詳細資訊
提供運⾏規則和軟體基礎設施，以實現精確的性能和功耗測量
在全球範圍內公開提供
包括承諾在可預⾒的未來提供及時⽀援和更新的開發⼈員
包括⼀層防篡改保護和⽤於審計⽬的的⽇誌檔
具有公開透明的設計指南、實施和結果計算
提供完整的⽂檔，使不熟悉的各⽅能夠收集準確的結果
不需要廣泛的優化專業知識即可獲得最佳結果
執⾏輸出驗證以確保所有系統執⾏相同的⼯作量
包括⾄少幾種主要語⾔的⽂件

ITEEsv的使⽤說明

ITEEsv 透過提供每單位電力消耗所執行的工作量，幫助利益相關者提升伺服器的能源效率。應針對現有伺服器和數據中心計算 ITEEsv，以作為基準。當更換伺服器時，新設備的 ITEEsv 應高於舊設備的 ITEEsv。而在新增伺服器以擴充容量時，則需評估新設備對整體 ITEEsv 的影響。

同樣地，在數據中心進行重新配置時，設計 ITEEsv 應較基線計算有所提升。數據中心擁有者可檢查新引入伺服器的 ITEEsv 是否低於當前數據中心伺服器的平均 ITEEsv，或在更換伺服器時，確認新設備的 ITEEsv 是否高於被更換的設備。接著，數據中心擁有者可以計算預期的 ITEEsv 值，並與現有 ITEEsv 進行比較，以評估整體能源效率的提升幅度。

此外，數據中心擁有者可以根據能源效率分析的需求，自行定義伺服器組，前提是該組內的所有伺服器均採用相同的基準方法。透過應用系統定義伺服器組，數據中心擁有者能夠進一步分析目標應用系統的能源效率。

為了確定公共伺服器組的 ITEEsv，單個系統即可代表整個組的容量。此值作為該伺服器型號在容量規劃中的模數，總容量則為伺服器數量乘以該模數。相對地，預置功率的計算容量則為預置功率乘以模數。

SMPE（標準性能評估）和 SMPO（標準性能輸出）可以由系統製造商提供，也可自行確定。為了確保評估結果的一致性，應明確使用的工具，並選擇業界通用的工具。報告的 ITEEsv 值應基於符合上述標準的基準測試。

在數據中心規劃中，通常需要比較現有容量與所需容量。新系統的評估方法已在前文列出，而較舊的系統則可根據現有庫存的最新配置或最常見配置進行評估。為了提升準確性，較舊的系統應根據伺服器的世代或類似模數進行分組。

在評估總容量與功耗時，應確保在相同基準的伺服器組內，分別計算性能容量與能源消耗，再行累加。透過比較現有伺服器基礎的 ITEEsv 與新伺服器的 ITEEsv，可以確定容量規劃與優化機會，例如在同一數據中心基礎設施內支持未來需求。

在數據中心內實施 ITEEsv 大概需要這幾個步驟：

數據收集：收集有關數據中心內每台伺服器能耗的數據。這通常涉及測量定義時間段內伺服器級別的電源使用方式。
工作負載測量：確定伺服器執行的有用工作量，包括處理數據、運行應用程式或處理事務。對已完成工作的度量應與特定的業務需求和伺服器功能保持一致。
計算：應用 ITEEsv 公式，即伺服器完成的有用功與消耗的能源之比（以千瓦時表示）。結果值表示伺服器使用能源執行其任務的效率。
分析和報告：分析 ITEEsv 結果以確定趨勢，與基準進行比較，並確定能源效率改進的領域。定期報告 ITEEsv 指標對於跟蹤進度和確保持續改進至關重要。

ITEEsv報告

在報告ITEEsv時，應披露SMPE和SMPO的確定⽅法，以便確保報告結果的可重複性。此外，還應提供測量範圍並披露。確定⽅法應在括弧中描述為ITEEsv的參數，如下所⽰：

ITEEsv（SMPE的測定⽅法）。

下表顯⽰了ITEEsv的範例以及SMPE的幾種測定⽅法。

ISO/IEC 30134-4：2017 概述了 ITEEsv 的具體報告要求，以確保一致性和透明度。組織應：

記錄方法：清楚地記錄用於資料收集、工作量測量和 ITEEsv 計算的方法和工具。
定期報告：根據組織的運營需求和監管要求，定期（例如每月或每季度）生成有關ITEEsv指標的報告。
基準測試：包括與行業標準、以前的績效數據或組織設定的目標的比較。
可作的見解：根據對ITEEsv數據的分析提供可作的建議，旨在提高能源效率。