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数据中心IT系统动态能效要求和测量方法标准化研究报告

EnglishTitle:StandardizationResearchReportonDynamicEnergyEfficiencyRequirementsandMeasurementMethodsforDataCenterITSystems

摘要

随着数字经济的快速发展，数据中心作为信息技术的重要物理载体，其建设规模和技术水平已成为衡量国家科技实力和综合国力的重要标志。然而，数据中心作为典型的高能耗产业，其巨大的能源消耗已成为制约可持续发展的关键因素。当前行业内普遍采用的PUE指标虽然在一定程度上反映了数据中心的能源使用效率，但无法准确衡量IT系统的实际能效水平。本研究基于数据中心能效管理的迫切需求，系统分析了现有能效评估体系的局限性，提出了数据中心IT系统动态能效的标准化测量方法。研究内容包括动态能效的计算公式、分级标准、测量方法和披露要求等关键技术要素，旨在建立一套科学、可操作的能效评估体系，为数据中心的能效优化和绿色发展提供技术支撑。本标准的制定将填补国内外在数据中心动态能效测量领域的标准空白，推动节能技术创新，助力实现双碳目标。

关键词

数据中心能效、动态能效测量、PUE指标、能效分级、节能标准、IT系统能效、能效评估

DataCenterEnergyEfficiency,DynamicEnergyEfficiencyMeasurement,PUEIndicator,EnergyEfficiencyClassification,EnergySavingStandards,ITSystemEnergyEfficiency,EnergyEfficiencyAssessment

正文

研究背景与意义

作为计算机技术和应用的重要物理依托，数据中心在全球数字化进程中发挥着不可替代的作用。近年来，数据中心建设水平已成为国家科技发展水平和综合国力的重要标志，世界各国纷纷将数据中心的建设提升到战略发展地位。然而，数据中心作为典型的高耗电产业，通常需要保持全年24小时不间断运行，随着数据中心规模和数目的迅速增长，其耗电量急剧攀升，巨大的能源消耗已成为构建资源节约型和环境友好型社会的重要障碍。

当前，行业内亟需规范、统一的能效测试方法，以满足厂商和用户对高效能数据中心的建设、选择和优化的需求。制定合理的数据中心能效衡量指标是提高数据中心能效的基础和前提，对数据中心的能耗分析以及能效测量已成为行业关注的焦点。数据中心能效通常指的是数据中心生产率，即有效产出与总能耗之间的比值。目前，最具代表性的指标是绿色网格组织于2009年提出的数据中心能源生产力指标概念，该指标定义为数据中心IT设备总性能与数据中心总功率的比值。然而，该组织并未给出标准化的计算和测量方法，导致该指标在实际应用中存在较大局限性。

目前工业界广泛采用的衡量数据中心能源使用情况的指标是电能使用效率，该指标基于数据中心有效能耗概念设计，其原理是数据中心输入的总能耗中只有一部分用于计算功能实现，其余能耗消耗在供电系统和冷却系统等支撑环节。我国国家标准GB/T32910.3-2016规定了对数据中心PUE的测量和分级方法。根据工信部公布的《全国数据中心应用发展指引（2018）》，全国超大型数据中心平均PUE为1.50，大型数据中心平均PUE为1.69。根据十三五规划要求，2020年以后新建的大型云计算数据中心PUE值不得高于1.4。

然而，PUE指标虽然应用广泛，但其关注的输入到IT系统的总能耗并不等同于IT系统总的有效工作量，因此无法准确反映数据中心的真实能效水平。例如，在相同PUE值情况下，资源利用率高的数据中心能效水平明显优于资源利用率低的数据中心。这种局限性促使业界迫切需要建立更加科学、全面的能效评估体系。

标准范围与技术内容

本标准针对数据中心能效评估的现实需求，提出了数据中心IT系统动态能效的计算公式和测试方法。标准适用于各类数据中心IT系统动态能效的计算和测试，可用于准确衡量数据中心的能效状况，为数据中心的研发、测试、生产等环节提供技术参考。本标准提出的数据中心IT系统动态能效值可作为评价数据中心能效水平的重要参数。

标准主要技术内容包括以下五个方面：

术语与缩略语

系统定义了数据中心IT系统动态能效测试方法涉及的相关专业术语及缩略语，确保概念的统一性和准确性，为标准的实施奠定基础。

能效分级与要求

基于大量实测数据和理论分析，建立了科学的数据中心IT系统动态能效分级体系，明确了各能效等级的技术要求，为数据中心能效水平评估提供依据。

技术背景总述

全面阐述了数据中心IT系统动态能效的相关技术背景，包括发展历程、现状分析和未来趋势，帮助使