基于PUE值控制数据中心能耗的方法及装置与流程

基于pue值控制数据中心能耗的方法及装置
技术领域
1.本发明涉及数据中心能耗控制技术领域，具体而言，涉及一种基于pue值控制数据中心能耗的方法及装置。


背景技术：

2.pue(power usage effectiveness，电能利用效率)是以评价数据中心能源利用效率的一种指标。根据tgg的定义，pue为数据中心所有设备总能耗与电子信息设备能耗之比。当前pue主要用于评价数据中心基础设施侧的能源利用效率，pue值越接近于1，表示一个数据中心的绿色化程度越高。而根据数据中心能耗模型，假设数据中心pue为1.4，则电子信息设备能耗为基础设施设备能耗的2.5倍，对电子信息设备进行节能工作，可以在更大程度上降低数据中心能耗。
3.因此现行公认的pue指标仅能对机房基础设施的用能效率进行评价，在机房基础设施侧有一定指导意义，但其因为需要测量大量数据，安装的大量传感器设备不能够被进一步利用以指导对数据中心总体用能方面展开节能工作。
4.计算机技术在当前有极快发展，云计算发展迅速，海量服务器组成分布式计算架构提供算力，完成大量数据处理工作。但是大批量数据计算处理并非时刻进行，在较长时间内，服务器处于低功耗运转状态，甚至有部分设备长期处于空转状态，对能效不利。因此，如何有效的提升数据中心的能效是现有技术急需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明为了提升数据中心的能效，提出了一种基于pue值控制数据中心能耗的方法及装置。
6.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种基于pue值控制数据中心能耗的方法，该方法包括：
7.根据数据中心中的每个机房的电子信息设备能耗以及制冷系统能耗，确定每个所述机房各自对应的ppue值；
8.将每个所述机房各自对应的ppue值中的最小值作为目标ppue值，通过调整第一目标机房中的电子信息设备处理的任务，和/或，调整所述第一目标机房中制冷系统的制冷量输出，使调整后的所述第一目标机房的ppue值达到目标ppue数值范围，其中，所述目标ppue数值范围为根据所述目标ppue值确定得出的，所述第一目标机房为数据中心中ppue值大于所述目标ppue值并且小于等于预设值的机房。
9.可选的，该基于pue值控制数据中心能耗的方法，还包括：
10.将第二目标机房中的电子信息设备处理的任务转由所述第一目标机房中的电子信息设备来进行处理，并关闭或待机所述第二目标机房中的电子信息设备及制冷系统，其中，所述第二目标机房为数据中心中ppue值大于所述预设值的机房。
11.可选的，所述将第二目标机房中的电子信息设备处理的任务转由所述第一目标机
房中的电子信息设备来进行处理，具体包括：
12.根据每个第一目标机房中的电子信息设备处理的任务数量，从所有第一目标机房中选择出第三目标机房；
13.将第二目标机房中的电子信息设备处理的任务分配到所述第三目标机房，并调整所述第三目标机房中制冷系统的制冷量输出，使调整后的所述第三目标机房的ppue值达到所述目标ppue数值范围。
14.可选的，所述调整第一目标机房中的电子信息设备处理的任务，具体包括：
15.将第一目标机房中的电子信息设备处理的部分任务转由另一个第一目标机房中的电子信息设备来进行处理。
16.为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种基于pue值控制数据中心能耗的装置，该装置包括：
17.ppue值确定单元，用于根据数据中心中的每个机房的电子信息设备能耗以及制冷系统能耗，确定每个所述机房各自对应的ppue值；
18.第一能耗控制单元，用于将每个所述机房各自对应的ppue值中的最小值作为目标ppue值，通过调整第一目标机房中的电子信息设备处理的任务，和/或，调整所述第一目标机房中制冷系统的制冷量输出，使调整后的所述第一目标机房的ppue值达到目标ppue数值范围，其中，所述目标ppue数值范围为根据所述目标ppue值确定得出的，所述第一目标机房为数据中心中ppue值大于所述目标ppue值并且小于等于预设值的机房。
19.可选的，该基于pue值控制数据中心能耗的装置，还包括：
20.第二能耗控制单元，用于将第二目标机房中的电子信息设备处理的任务转由所述第一目标机房中的电子信息设备来进行处理，并关闭或待机所述第二目标机房中的电子信息设备及制冷系统，其中，所述第二目标机房为数据中心中ppue值大于预设值的机房。
21.可选的，所述第一能耗控制单元，具体包括：
22.第三目标机房确定模块，用于根据每个第一目标机房中的电子信息设备处理的任务数量，从所有第一目标机房中选择出第三目标机房；
23.任务调节模块，用于将第二目标机房中的电子信息设备处理的任务分配到所述第三目标机房，并调整所述第三目标机房中制冷系统的制冷量输出，使调整后的所述第三目标机房的ppue值达到所述目标ppue数值范围。
24.为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于pue值控制数据中心能耗的方法的步骤。
25.为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述基于pue值控制数据中心能耗的方法的步骤。
26.为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述基于pue值控制数据中心能耗的方法的步骤。
27.本发明的有益效果为：
28.本发明实施例通过确定数据中心中的每个机房各自对应的ppue值，进而将每个所
述机房各自对应的ppue值中的最小值作为目标ppue值，通过调整第一目标机房中的电子信息设备处理的任务，和/或，调整所述第一目标机房中制冷系统的制冷量输出，使调整后的所述第一目标机房的ppue值达到目标ppue数值范围，提升了各第一目标机房的能效，进而提升了数据中心整体的能效。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
30.图1是本发明实施例基于pue值控制数据中心能耗的方法的第一流程图；
31.图2是本发明实施例基于pue值控制数据中心能耗的方法的第二流程图；
32.图3是本发明实施例基于pue值控制数据中心能耗的方法的第三流程图；
33.图4是本发明实施例基于pue值控制数据中心能耗的装置的第一结构框图；
34.图5是本发明实施例基于pue值控制数据中心能耗的装置的第二结构框图；
35.图6是本发明实施例计算机设备示意图。
具体实施方式
36.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
37.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
38.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
39.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
40.需要说明的是，本技术技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。
41.需要说明的是，本发明的基于pue值控制数据中心能耗的方法及装置可以应用于金融领域，也可以应用于其他技术领域。
42.针对pue仅能对机房基础设施的能效进行评价这一特点，本发明通过进一步利用
pue这一指标，发现数据中心电子信息设备的用能情况，提出与电子信息设备运行有关的能效评价，或者通过评价结果，去控制电子信息设备运转，提升电子信息设备的有效用能，进一步提升数据中心能效。本发明可以针对云服务器架构及类似架构。
43.pue：电能利用效率，表征数据中心内电能利用效率的一个参数，其数值为数据中心内所有用电设备消耗的总电能与所有电子信息设备消耗的总电能之比。
44.局部pue(ppue)：ppue指数据中心某一边界内的总能耗除以该边界内的it设备能耗。
45.图1是本发明实施例基于pue值控制数据中心能耗的方法的第一流程图，如图1所示，在本发明一个实施例中，本发明的基于pue值控制数据中心能耗的方法包括步骤s101和步骤s102。
46.步骤s101，根据数据中心中的每个机房的电子信息设备能耗以及制冷系统能耗，确定每个所述机房各自对应的ppue值。
47.pue与制冷系统、供配电系统、机房负载率关系较大，由于数据中心建设完成后，供配电架构不变，其对pue影响几乎不变，因此数据中心建设完成后pue变化主要受制冷系统、负载率影响。制冷系统能效情况与室外气象参数关系较大，因此全年对pue造成的影响一直在变化。但同一时刻，各个机房所对应的室外气象参数一致，因此pue与负载率关系大；负载率则是与业务情况有关，通常在业务高峰期负载率高能效好，业务低谷时负载率低能效差。
48.在本发明中，ppue指的是局部pue，数据中心中的各机房对应的是局部pue。电子信息设备(即it设备)可以为服务器等。
49.在本发明中，机房的局部pue(即ppue值)具体为机房的电子信息设备能耗与机房的总能耗的比值，其中，机房的总能耗在本发明中近似看做电子信息设备能耗与制冷系统能耗之和。
50.在本发明中，能耗指的可以是用电量。
51.步骤s102，将每个所述机房各自对应的ppue值中的最小值作为目标ppue值，通过调整第一目标机房中的电子信息设备处理的任务，和/或，调整所述第一目标机房中制冷系统的制冷量输出，使调整后的所述第一目标机房的ppue值达到目标ppue数值范围，其中，所述目标ppue数值范围为根据所述目标ppue值确定得出的，所述第一目标机房为数据中心中ppue值大于所述目标ppue值并且小于等于预设值的机房。
52.在本发明中，数据中心通常(或可以)对每个机房进行电子信息设备总能耗与为其服务的制冷系统能耗进行监测，因此可以依据监测数据对该机房局部pue即ppue进行计算，获得每个机房的能效情况。再将所有机房的ppue值进行对比分析，获得最优的ppue值，即最小的ppue值，以该最优的ppue值为目标，调度所有机房的计算任务，将计算集中在某个或者某些机房内进行，同时调整这些机房的制冷系统使其满足散热需求。对其余机房，则可以根据情况减少制冷系统运转数量，使其匹配散热量，达到最优的ppue值。
53.由此可见，本发明有效的提升了各机房的能效，进而提升了数据中心整体的能效。
54.在本发明一个实施例中，本发明的基于pue值控制数据中心能耗的方法，还包括：
55.将第二目标机房中的电子信息设备处理的任务转由所述第一目标机房中的电子信息设备来进行处理，并关闭或待机所述第二目标机房中的电子信息设备及制冷系统，其中，所述第二目标机房为数据中心中ppue值大于所述预设值的机房。
56.在本发明中，本发明可以根据ppue值分析发现电子信息设备空载较多的机房，进而将电子信息设备处理的任务转出，将机房中的电子信息设备及制冷系统关闭，以提高数据中心整体的能效。
57.如图2所示，在本发明一个实施例中，上述步骤中的将第二目标机房中的电子信息设备处理的任务转由所述第一目标机房中的电子信息设备来进行处理，具体包括步骤s201和步骤s202。
58.步骤s201，根据每个第一目标机房中的电子信息设备处理的任务数量，从所有第一目标机房中选择出第三目标机房。
59.步骤s202，将第二目标机房中的电子信息设备处理的任务分配到所述第三目标机房，并调整所述第三目标机房中制冷系统的制冷量输出，使调整后的所述第三目标机房的ppue值达到所述目标ppue数值范围。
60.在本发明一个实施例中，上述步骤s102的所述调整第一目标机房中的电子信息设备处理的任务，具体包括：
61.将第一目标机房中的电子信息设备处理的部分任务转由另一个第一目标机房中的电子信息设备来进行处理。
62.图3是本发明实施例基于pue值控制数据中心能耗的方法的第三流程图，如图3所示，在本发明一个实施例中，本发明的基于pue值控制数据中心能耗的方法的具体流程如下：
63.步骤1，获取各个机房的服务器用电量以及总用电量，计算各个机房的ppue，对ppue进行排序；
64.步骤2，对比获得最小的ppue值，记为ppuemin，获得ppuemin机房的服务器设备用电量及总用电量；
65.步骤3，以ppuemin为目标值，按各个机房ppue值从大到小顺序分别调度各个机房的服务器运行，使得对应机房ppue趋近于ppuemin，控制偏离在
±
5％；
66.步骤4，对部分服务器运行数量降低或者功率下降的服务器机房，关闭或者调整空调冷量输出；
67.步骤5，制冷系统根据冷量变化自动调整运行。
68.每隔预设时间循环上述步骤1至步骤5，所述预设时间可以为30分钟。
69.由以上实施例可见，本发明的基于pue值控制数据中心能耗的方法至少实现了以下有益效果：
70.本发明能够通过ppue值分析并调度电子信息设备运行情况同时更改制冷系统运转情况，获得每个机房最优pue值，进而获得最优的数据中心pue值，降低数据中心能效。同时可以通过pue分析电子信息设备运行情况，通过调度，将计算任务集中到部分电子信息设备上，提升该部分电子信息设备功率，释放其他电子信息设备，降低电子信息设备整体能耗。
71.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
72.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种基于pue值控制数据中心能耗的
装置，可以用于实现上述实施例所描述的基于pue值控制数据中心能耗的方法，如下面的实施例所述。由于基于pue值控制数据中心能耗的装置解决问题的原理与基于pue值控制数据中心能耗的方法相似，因此基于pue值控制数据中心能耗的装置的实施例可以参见基于pue值控制数据中心能耗的方法的实施例，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
73.图4是本发明实施例基于pue值控制数据中心能耗的装置的结构框图，如图4所示，在本发明一个实施例中，本发明的基于pue值控制数据中心能耗的装置包括：
74.ppue值确定单元1，用于根据数据中心中的每个机房的电子信息设备能耗以及制冷系统能耗，确定每个所述机房各自对应的ppue值；
75.第一能耗控制单元2，用于将每个所述机房各自对应的ppue值中的最小值作为目标ppue值，通过调整第一目标机房中的电子信息设备处理的任务，和/或，调整所述第一目标机房中制冷系统的制冷量输出，使调整后的所述第一目标机房的ppue值达到目标ppue数值范围，其中，所述目标ppue数值范围为根据所述目标ppue值确定得出的，所述第一目标机房为数据中心中ppue值大于所述目标ppue值并且小于等于预设值的机房。
76.在本发明一个实施例中，本发明基于pue值控制数据中心能耗的装置，还包括：
77.第二能耗控制单元，用于将第二目标机房中的电子信息设备处理的任务转由所述第一目标机房中的电子信息设备来进行处理，并关闭或待机所述第二目标机房中的电子信息设备及制冷系统，其中，所述第二目标机房为数据中心中ppue值大于预设值的机房。
78.如图5所示，在本发明一个实施例中，所述第一能耗控制单元2，具体包括：
79.第三目标机房确定模块201，用于根据每个第一目标机房中的电子信息设备处理的任务数量，从所有第一目标机房中选择出第三目标机房；
80.任务调节模块202，用于将第二目标机房中的电子信息设备处理的任务分配到所述第三目标机房，并调整所述第三目标机房中制冷系统的制冷量输出，使调整后的所述第三目标机房的ppue值达到所述目标ppue数值范围。
81.在本发明一个实施例中，第一能耗控制单元2调整第一目标机房中的电子信息设备处理的任务，具体包括：
82.第一能耗控制单元2将第一目标机房中的电子信息设备处理的部分任务转由另一个第一目标机房中的电子信息设备来进行处理。
83.为了实现上述目的，根据本技术的另一方面，还提供了一种计算机设备。如图6所示，该计算机设备包括存储器、处理器、通信接口以及通信总线，在存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例方法中的步骤。
84.处理器可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
85.存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂
态计算机可执行程序以及单元，如本发明上述方法实施例中对应的程序单元。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及作品数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
86.存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
87.所述一个或者多个单元存储在所述存储器中，当被所述处理器执行时，执行上述实施例中的方法。
88.上述计算机设备具体细节可以对应参阅上述实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
89.为了实现上述目的，根据本技术的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在计算机处理器中执行时实现上述基于pue值控制数据中心能耗的方法中的步骤。本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)、随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
90.为了实现上述目的，根据本技术的另一方面，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述基于pue值控制数据中心能耗的方法的步骤。
91.显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
92.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。