Veri Merkezlerinde Anahtar/Temel Performans Göstergeleri Teknik Kılavuzu
Bölüm-2

       Celal Ünalp  

 

Temel Performans Göstergeleri (KPI) Nasıl Hesaplanır?

KPI'lar sayısal değerler ve uygun olduğunda birimler olarak sunulacak ve gerektiğinde grafik biçiminde zamana karşı trend gösterilebilecektir. Diğer veri merkezleriyle karşılaştırmalı bireysel KPI'ların sayısal değerinin farklı doğası nedeniyle ve KPI kombinasyonlarına dikkatle yaklaşılmalıdır.

Sayarak : Saymak, gözlemlediğiniz bir şeye bir miktar koymanın en kolay yoludur.

Yüzde ile : Yüzdeler, bir kümedeki belirli bir özelliği sergileyen nesnelerin sayısının toplam ölçüm büyüklüğüne bölünüp 100 ile çarpılmasıyla elde edilen sayıdır.

Ortalama ile :Ortalama, toplamın, toplamın dayandığı bir dizi nesne sayısına bölünmesiyle elde edilir.

Oran ile : Oran, payı’ı payda ile bölmektir. Ortalamadan daha detaylı sonuçlar elde etmenize yardımcı olur.

KPI'ların bir kombinasyonunun görselleştirilmesi, yalnızca kombinasyonun hem bilgilendirici hem de faydalı olması durumunda gerçekleştirilmelidir.

Standartlar serisindeki KPI'ların aşağıdaki durumlarda kullanılamaz :

a) Özellikle belirtilmediği sürece alt kombinasyonda;

b) Tek bir genel KPI'da toplanmış biçimde;

c) Bir veri merkezinin kaynak kullanım etkinliğini veya verimliliğini diğeriyle karşılaştırmak için.

Yüksek düzeyde altyapı yedeklilik ve dayanımına sahip veri merkezlerinin (örn. güç dağıtımı ve çevre kontrolü) ölçülen ve raporlanan tüm KPI'lar üzerinde olumsuz bir etkisi olabileceği kabul edilmektedir. Standartlar serisinde belirtilen KPI'lar, bu tür esneklik ihtiyaçlarını hesaba katmaz veya bunlar hakkında karar vermez. Sonuç olarak, KPI sonuçlarını gözden geçirirken veri merkezi güvenilirliği ve kullanılabilirliği hedeflerinin etkisi dikkate alınmalıdır.

Standartlar Serisinin Tanımladığı Anahtar Performans Göstergeleri

 
PUE – Güç Kullanım Etkinliği (Power Usage Effectiveness)

Dayanak Standart : ISO/IEC 30134-2:2016 + EK1:2018
Avrupa Standardı : EN50600-4-2:2016 + EK1:2019

Bir veri merkezinin genel kaynak etkinliğini veya verimliliğini belirlemek için bütünsel bir metrikler paketi gereklidir. Veri merkezi altyapısının kaynak etkinliği veya verimliliği için güç kullanım etkinliği (PUE), ilk standart olarak tanımlanmıştır. Soğutma sistemleri ve güç kaynağı sistemleri gibi veri merkezi altyapısının enerji verimliliğini ölçmek ve iyileştirmek için PUE kullanılmaktadır. Yalnızca altyapıya değil, aynı zamanda BT donanımına da sahip olan veri merkezleri için, BT donanımının kaynak etkinliğini veya verimliliğini ölçmek ve iyileştirmek de gereklidir. Müşteriye yalnızca altyapı sağlayan bir veri merkezi, kolokasyon veri merkezi veya barındırma hizmet sağlayıcısı olarak adlandırılabilir. Bu tür veri merkezleri için PUE esastır.


 
Tanım gereği, hesaplanan PUE her zaman 1'den büyüktür.

PUE yıllık bir zaman çerçevesinde hesaplandığından, standart ölçümlerinin sıklığını belirtmez. Bununla birlikte, kullanılan ölçüm sıklığı, yıllık bazda sonraki PUE hesaplamalarının zamanlamasını tanımlayacaktır.

REF – Yenilenebilir Enerji Faktörü (Renewable Energy Factor)

Dayanak Standart : ISO/IEC 30134-3:2016 + EK1:2018
Avrupa Standardı : EN50600-4-3:2016 + EK1:2019

Standartlar serisinde, "kaynak kullanım etkinliği" terimi, KPI'ları tanımlamak için kullanılan girdi ve çıktı parametrelerinin aynı birimlere sahip olduğu durumlarla sınırlı olan "kaynak kullanım verimliliği" yerine daha çok tercih edilir.

Bu KPI, bir veri merkezinde elektrik biçiminde yenilenebilir enerjinin (RE) fiili kullanımı için nicel bir ölçüm sağlayan yenilenebilir enerji faktörünü (REF) belirtir.

Yenilenebilir enerjinin kullanımı ve talebi, yenilenebilir enerji dışı kaynakların kullanımını azalttığı veya yerini aldığı için giderek daha popüler hale gelmektedir. Birçok ülkede mevzuat, yenilenebilir enerjinin kullanımını teşvik etmekte ve enerji bağımlılığının çeşitliliğini artırmak ve sosyal sürdürülebilirliği geliştirmek için teşvikler vermektedir. Bazı ülkelerde, hükümetlerin veya şirketlerin tüketilen tüm elektrik arasında yenilenebilir enerji kullanımına yönelik hedefleri vardır. Veri merkezlerine güç sağlayan kaynaklardan biri olarak yenilenebilir enerjinin kullanımı, elektrik tüketiminin toplam küresel elektrik tüketiminin önemli bir payına yükselmesi nedeniyle giderek daha önemli hale gelmektedir.

REF'in KPI olarak kullanılması, veri merkezi yöneticilerinin bir veri merkezinin enerji tedarik portföyünü geliştirmesine ve enerji bağımlılığının çeşitliliğini artırmasına olanak tanırken, veri merkezi yöneticileri, ulusal veya kurumsal hedeflerine yönelik yenilenebilir enerji kullanımının başarılarını onaylayabilirler.
 
Tanım gereği, REF toplam veri merkezi enerjisinin %100'ünün yenilenebilir enerji olduğu durumda mutlak maksimum 1.00 değerine sahip olacaktır.

Veri merkezi ihtiyacının ötesinde yerinde yenilenebilir enerji üretimi, REF için dikkate alınmaz. Bu nedenle, 1.00'den büyük bir değer mümkün değildir.

ITEEsv – Sunucu BT Donanımları için Enerji Verimliliği (IT Equipment Energy Efficiency for servers)

Dayanak Standart : ISO/IEC 30134-4:2017

Bir sunucu, depolama ve ağ donanımına sahip olan ve bunları sağlayan bir veri merkezine barındırma veya bulut hizmeti sağlayıcısı denir. Bu hizmet sağlayıcılar, sahip oldukları BT donanımının enerji etkinliğini veya verimliliğini artırarak BT donanımını yönetebilir ve bir veri merkezinin kaynak etkinliğini veya verimliliğini iyileştirebilir.

Bu KPI, bir veri merkezindeki sunucu donanımının enerji etkinliğini veya verimliliğini ölçmek için bir yöntemi belirten bir veri merkezindeki sunucular için BT Donanımı Enerji Verimliliğini (ITEEsv) belirtir.

Sunucu sahibi bir veri merkezi, sunucuları değiştirirken veya sunucu kapasitesini genişletirken tedarik gereksinimlerine enerji etkinliğini veya verimliliğini dahil ederek mevcut sunucu donanımlarının enerji etkinliğini veya verimliliğini belirlemek ve enerji etkinliğini veya verimliliğini artırmak için bu KPI’ı kullanabilir.

Bir veri merkezine kurulan BT donanımı, sunuculardan, depolama sistemlerinden ve ağ donanımından oluşur. Ancak, performanslarını ölçmek için kullanılan metrikler farklı olduğundan ve basit toplama veya ortalama, özetlemek için uygun bir yöntem olmadığından, farklı BT donanımı türleri arasında enerji etkinliğinin veya verimliliğinin özet değerini hesaplamak zordur.

ITEEsv, sunucular için ortalama enerji verimliliği veya verimliliği elde etme yöntemini tanımlar.
 

SMPEi değeri, her bir sunucu “i” için maksimum performansa karşılık gelir.

SMPEi değeri, üretici tarafından sağlanan kıyaslama sonuçları kullanılarak veya doğrudan ölçümle belirlenir. Bu sayede kıyaslama, standartlar serisine göre tanımlanmış gereksinimleri karşılamalıdır. SMPE değeri için, örneğin, SERT'den normalleştirilmiş tepe güç değeri "Normalleştirilmiş Tepe Performansı" veya kıyaslama güç değeri "%100 yükte SPECpower_ssj2008 (ssj_ops)" veya kıyaslama güç değeri "LINPACK" kullanılabilir.

SMPOi değeri, her bir sunucu “i” için maksimum elektrik gücü tüketimine karşılık gelir.

SMPOi değeri, güç tüketimi için üretici spesifikasyonları kullanılarak veya doğrudan ölçüm ile belirlenir. SMPOi, incelenen sunucunun SMPEi değerine ulaşmak için gereken maksimum enerjiyi temsil eder. SMPOi'yi ölçmek için olası seçenekler, üretici tarafından tam yükte ("%100 yükte ortalama aktif güç") ölçülen ortalama aktif gücün SPECpower_ssj2008 değeri veya SERT tarafından sağlanacak en yüksek yük seviyesindeki watt değeridir. SMPO için kıyaslama süreci, SMPE için kıyaslama sürecine karşılık gelmelidir. Bir güvenlik payı veya ticari kaygılar içerebileceğinden ve gerçek maksimum güç tüketimini yansıtmadığından, güç kaynağı isim plakası derecelendirmesi uygun değildir.

ITEEsv'nin amacı, sunucuların enerji verimliliğini, sunucuların tam yükte maksimum performanslarının ve bunun sonucunda sunucuların elektrik güç tüketiminin oranı olarak sunmaktır.

ITEEsv, üreticinin veri sayfalarındaki spesifikasyonlara dayalı olarak sunucuların enerji verimliliği kapasitesini yansıtır, ancak sunucunun gerçek çalışma durumundaki enerji verimliliğini yansıtmaz.

ITEEsv, bir veri merkezindeki tüm sunucuların toplamından oluşur ve yalnızca tepe gücünü dikkate alır. ITEEsv böylece objektif performansı (birim enerji [Watt] başına teorik maksimum çalışma) tanımlar ve enerji birimi başına daha yüksek performansa sahip yeni kurulan sunucuların etkilerini nicel olarak belirlemek için kullanılabilir. Veri merkezlerinin daha yüksek ITEEsv değeri, buna bağlı olarak, daha yüksek enerji verimliliğine sahip sunucuların kurulumunu gösterir.

Donanım yenilendiğinde ITEEsv kendi kendine artar, bu nedenle veriler yorumlanırken ve raporlanırken ölçüm yöntemi, ölçüm değeri ve ölçüm süresi belirtilmelidir.

ITEUsv – Sunucu BT Donanımları için Kapasite Kullanımı (IT Equipment Utilization for servers)

Dayanak Standart : ISO/IEC 30134-5:2017

Bu KPI, bir veri merkezinde sunucu donanımının ortalama kapasite kullanımını ölçmek için bir yöntemi belirtir. Sunucu sahibi bir veri merkezi, mevcut sunucu donanımının ortalama kapasite kullanımını belirlemek ve sunucuların ortalama kapasite kullanımını artırarak enerji verimliliğini artırmak için bu KPI’ı kullanabilir.

ITEUsv, bir veri merkezindeki sunucuların kaynak etkinliğini veya verimliliğini artırmaya yönelik yaklaşımları ve yöntemleri, sunucuların ortalama kapasite kullanımını artıracak şekilde üç başlıkta tanımlar :

•        Sunucuların kaynak paylaşımı için sanallaştırma;

•        Sunucu konsolidasyonu gibi teknolojileri kullanarak sunucuların kullanım oranını iyileştirmek;

•        Aynı düzeyde bilgi işleme imkanı elde etmek için sunucu sayısını azaltmak

ITEUsv, bu yaklaşımların etkilerini ölçmek için kullanılan yegâne KPI'dır.

ITEUsv, t anında bir veri merkezindeki tüm veya bir grup sunucunun ortalama kapasite kullanım oranını elde etme yöntemini tanımlar.


 
CUSi değeri, her bir sunucu “i” için, t anında İŞLEMCİ kullanım düzeyine (%) karşılık gelir.

Bir sunucunun birden fazla işlemcisi varsa, CUSi(t) her bir işlemcinin ortalama kullanımıdır.

Bir sunucu çok çekirdekli bir işlemci içeriyorsa, CUSi(t) her bir çekirdeğin ortalama kullanımına karşılık gelir.

N değeri, t anında, bir veri merkezindeki veya bir gruptaki çalışan sunucuların sayısına karşılık gelir.

Veri merkezinin sahibi/işletmecisi, sunucuların boş modda güç tüketimini azaltmak için “sunucu işlevini kapat/uyku modu” kullanıyorsa, bu durumdaki sunucular için değerlerin hesaplanan ITEUsv(t) değerinden çıkarılması gerekir.

Sunuculardan bazıları çok düşük bir iş yüküyle çalışıyorsa, veri merkezinin operatörü, bir sanallaştırma tekniği kullanılarak çalışan sunucuların sayısını azaltırken, ITEUsv(t)'yi iyileştirebilir ve veri merkezinin genel iş yükü korunur.

ITEUsv(t) değeri, t anında sunucuların çoğu yüksek bir kullanım oranında çalışıyorsa yüksektir. Veri merkezlerinin enerji verimliliği, daha yüksek ITEUsv(t) değerleri teşvik edilerek desteklenebilir.

ITEUsv'nin hem hesaplanması hem de belgelenmesi için ölçüm süresi en az on iki aydır. Veri merkezinin operatörü hangi ölçüm yönteminin kullanıldığını açıklamalıdır. Rapor en azından aşağıdaki bilgileri içermelidir:

•        ITEUsv değeri

•        ITEUsv(t)'nin tepe değeri ve ITEUsv(t)'nin tepe noktasının süresi (bir günde ortalama dakika sayısı ve tepe durumunun yüzdesi)

•        Ölçüm yöntemi (performans izleme aracı adı ve ölçüm sıklığı ve aralığı)

•        Bir yıllık ölçüm süresinin başlangıç ve bitiş tarihi

•        Veri merkezinin kimliği (örn. ad, adres, sahip/operatör).

ITEUsv, toplam sunucu kullanımı için bir gösterge olarak İŞLEMCİ kapasite kullanımına dayanır. Bu basitleştirmede, birkaç faktör dikkate alınmalıdır:

•        İş yükü farklılıkları

•        Ana bellek kullanımı (RAM)

•        Girdi/çıktı bileşenlerinin kullanımı (I/O)

•        Farklı İŞLEMCİ ve işletim sistemi mimarileri arasındaki ölçüm farklılıkları.

ITEUsv'nin yardımıyla, veri merkezinin operatörü, sunucuların enerji verimliliğini artırmak için sunucuların etkin çalışmasını tanımlayan bir işletim kılavuzu oluşturabilir.

ITEUsv, veri merkezinin toplam iş yükünü azaltmadan çalıştırılan sunucu sayısını azaltarak veya çalıştırılan sunucu sayısı aynı kalırken veri merkezinin genel iş yükünü artırarak (yük aktarımı, yük dengeleme, yük yönetimi) geliştirilebilir.

ITEUsv'yi kullanırken, veri merkezi operatörleri yüzde 80'den fazla tepe yüklerin yazılım servis/hizmetleri üzerindeki etkilerini hesaba katmalıdır. Ortalama kullanımı artırmak için değişiklikler yapılırsa, uygulamanın performansını olumsuz etkileyebilecek ve kabul edilemez gecikmeler meydana gelebilir.

ERF – Enerji Yeniden Kullanım Faktörü (Energy Reuse Factor)

Dayanak Standart : ISO/IEC 30134-6
Avrupa Standardı : EN50600-4-6:2019

Veri merkezlerinde giderek artan bir şekilde, veri merkezinden gelen enerji, tesisin veya kampüsün diğer bölümlerinde faydalı sonuçlarla yeniden kullanılmaktadır. Veri merkezinde yeniden kullanılan enerjinin faydaları, PUE metriği tarafından yakalanır. Bu nedenle ERF'nin amacı, enerjiyi reddetmek yerine, veri merkezi dışında enerjinin yeniden kullanımını teşvik etmektir. ERF, veri merkezi dışında yeniden kullanım için dışa aktarılan enerji bölümünü tanımlayan bir ölçümdür. Örneğin, yeniden kullanım enerjisi, veri merkezinin dışına, karma kullanımlı bir bina içindeki başka bir alana veya başka bir tesise ihraç edilen enerjiyi içerir.
 

 

Enerji yeniden kullanım faktörü (ERF), uygulayıcısına, veri merkezinden kaynaklı yeniden kullanılan herhangi bir enerjiyi faydalı şekilde kullanan tesislerde enerji verimliliği konusunda daha fazla görünürlük sağlar.

Bu KPI, bir veri merkezinde tüketilen enerjinin yeniden kullanımını ölçmek için enerji yeniden kullanım faktörünü (ERF) belirtir. ERF, yeniden kullanılan enerjinin bir veri merkezinde tüketilen tüm enerjinin toplamına oranı olarak tanımlanır. ERF, yeniden kullanım sürecinin verimliliğini yansıtır, yeniden kullanım süreci bir veri merkezinin parçası değildir.

ERF, veri merkezi dışında yeniden kullanım için dışa aktarılan enerji bölümünü tanımlayan bir ölçümdür. ERF, yeniden kullanım enerjisinin veri merkezi tarafından tüketilen toplam enerjiye bölünmesiyle hesaplanır. Yeniden kullanım enerjisi, veri merkezi konumsal, mekansal veya mantıksal sınırından çıkarken ölçülür.


 
Tanımı gereği, ERF, 0.0 ile 1.0 arasında değişecektir. 0.0 değeri, yeniden kullanım için veri merkezinden hiçbir enerjinin dışa aktarılmadığı anlamına gelirken, 1.0 değeri, veri merkezine getirilen tüm enerjinin veri merkezi dışında yeniden kullanıldığı anlamına gelir.

CER – Soğutma Verimliliği Oranı (Cooling Efficiency Ratio)

Dayanak Standart : ISO/IEC 30134-7
Avrupa Standardı : EN50600-4-7:2020

Veri merkezi tesislerinin ve altyapılarının toplam enerji tüketimini kapsayan standartlara göre PUE, bir veri merkezinin genel elektrik tüketimini izlemek için en iyi tanınan KPI'dır. Ancak, belirli bir veri merkezi alt sisteminin optimizasyonu söz konusu olduğunda, PUE, toplam enerji tüketimini kapsadığından, soğutma sisteminde yapılan iyileştirmelerde genellikle açık bir fikir vermez.

Bu nedenle CER, diğer tüm tesisleri bir kenara bırakarak, bir veri merkezindeki soğutma donanımının enerji verimliliğine özel bir KPI olarak geliştirilmiştir. Böylece, soğutma alt sistemindeki teknik ve operasyonel iyileştirmeler daha sıkı bir şekilde gösterilebilir ve doğrulanabilir.

Standartlar serisi, veri merkezi içindeki alanların sıcaklığını kontrol ederken enerjinin verimli kullanımını ölçmek için bir KPI olarak Soğutma Verimlilik Oranını (CER) belirtir. CER, veri merkezinden atılan toplam ısının soğutma sistemlerinin enerji tüketimine oranı olarak tanımlanır.


 
Tanımı gereği, CER, belirli bir süre boyunca soğutma sisteminin verimliliğini ölçen birimsiz bir göstergedir. Veri merkezinin soğutma sistemi tarafından atılan ısıyı bir bütün olarak ölçer ve enerji tüketimiyle karşılaştırır.

CUE – Karbon Kullanım Etkinliği (Carbon Usage Effectiveness)

Dayanak Standart : ISO/IEC 30134-8
Avrupa Standardı : EN50600-4-8:2020

Karbon kullanım etkinliği (CUE), veri merkezi uygulayıcılarının veri merkezlerinin sürdürülebilirliğini hızlı bir şekilde hesaplamasını, sonuçları karşılaştırmasını ve herhangi bir enerji verimliliği ve/veya sürdürülebilirlik iyileştirmesi yapılması gerekip gerekmediğini belirlemesini sağlamayı amaçlamaktadır. Operasyonel karbon kullanımının etkisi, mevcut ve gelecekteki veri merkezlerinin tasarımı, konumu ve işletiminde son derece önemli olarak ortaya çıkmaktadır.

Bu standart, veri merkezi yaşam döngüsünün kullanım aşaması sırasında bir veri merkezinin CO2 emisyonlarını ölçmek için bir KPI olarak karbon kullanım etkinliğini (CUE) belirtir.

CUE, çalışan veri merkezinin CO2 yoğunluğunu raporlamak için basit bir yöntemdir. CO2 emisyonlarını raporlayarak, veri merkezinin iklim değişikliğine katkısını (artırılmış sera etkisi) sunmak mümkündür.

CUE, bir veri merkezinin toplam sera gazı emisyonlarının BT enerji tüketimine göre değerlendirilmesini sağlayan bir ölçümdür. CUE, tesisin enerji tüketiminden elde edilen toplam karbondioksit emisyon eşdeğerlerinin (CO2eq) toplam BT enerji tüketimine bölünmesiyle hesaplanır.


 
Tanımı gereği, CUE metriğinin birimleri, BT enerji tüketiminin kilovat-saat (kWh) başına kilogram karbondioksit emisyon eşdeğeridir (kgCO2eq). CUE, veri merkezi operasyonlarıyla hiçbir karbon kullanımının ilişkili olmadığını gösteren ideal durumda 0.0 değerine sahip olacaktır.

WUE – Su Kullanım Etkinliği (Water Usage Effectiveness)

Dayanak Standart : ISO/IEC 30134-9
Avrupa Standardı : EN50600-4-9:2020

Su kullanım etkinliği (WUE), veri merkezi uygulayıcılarının, benzer sistemlere kıyasla veri merkezinin soğutma kurulumunun performansını derinlemesine anlamalarını desteklemeyi ve böylece veri merkezinin sürdürülebilirliğini geliştirmek için bir araç oluşturmayı amaçlamaktadır. Operasyonel su kullanımının etkisi, mevcut ve gelecekteki veri merkezlerinin tasarımı, konumu ve işletiminde son derece önemli olarak ortaya çıkmaktadır.

Bu standart, veri merkezi yaşam döngüsünün kullanım aşaması sırasında bir veri merkezinin su tüketimini ölçmek için bir KPI olarak su kullanım etkinliğini (WUE) belirtir.

WUE, çalışan veri merkezinin su yoğunluğunu raporlamak için basit bir yöntemdir. Su tüketimi raporlanarak veri merkezinin kaynak etkinliğinin sunulması da mümkündür.
 


WUE tanımının iki çeşidi vardır: WUE, sadece tesisteki su kullanımını kapsar. WUEsource, tesiste kullanılan suyu ve tesiste kullanılan enerjinin üretiminde tesis dışında kullanılan suyu içeren kaynak tabanlı bir ölçümdür.

Tanım gereği, WUEsource elektrik üretim kaynağında kullanılan suyu tesiste kullanılan suya ekler. Bu KPI, veri merkezinde geleneksel soğutma suyu kullanımındaki azalmaların genellikle artan enerji kullanımı ile ters dengelere sahip olduğu ve dolayısıyla enerji üretiminin kaynağında su kullanımının arttığı gerçeğine izin verir.