数字化正在以前所未有的速度前进，从而推动了数据量的指数增加。这种激增正在推动对数据中心的需求，并扩大其在数据存储基础架构中的作用。在这一发展的前沿是气候保护法规和资源保护，引起了双重挑战：提高总体IT基础设施性能，同时提高能源效率。从整个数据中心的电源以及各个大厅内的分布到服务器和组件级别，这一挑战涵盖了多个级别，影响组件制造商和数据中心运营商。在这种情况下，的功率测量对于确保能源效率，运营可靠性和经济生存能力变得越来越重要。为了满足这些要求，我们提供了适合根据行业需求量身定制的测量设备和解决方案。
表明，对数据中心的需求将在2025年继续增加。根据仲量联行研究，数据中心的建设预计将在范围内开始，目前将在范围内开始使用10吉瓦，其中7吉瓦已经在一年内完成。结果，在对气候保护目标和资源保护方面的坚定承诺中，将有巨大的能源产生需求。尽管有关能源发电来源的辩论仍然存在争议，但关于数据中心高能效率的必要性始终达成共识。让我们仔细研究这一关键方面，并检查的功率和能源测量可以帮助解决与现代数据中心能源消耗相关的监管，经济和环境挑战的关键应用领域。
电源和数据服务器的不间断电源系统
服务器电源从低电源到高电源，在确定能源消耗，散热以及终的数据中心运营成本方面发挥了决定性作用。更紧凑的设计继续通过冗余电源单元实现更高的系统密度和提高可靠性。结果，数据中心运营商越来越多地为其服务器和设施提供符合能源效率标准的电源。在美国，Energy Star环境要求在经过的服务器中为电源提供效率水平，特别需要符合80 Plus Silver Certification。
现在，挑战电源系统的制造商要开发和不断地创新其电源电子产品，不仅要满足，而且要超越效率和功率密度要求，以保持竞争优势。结果，即使达到80pl钛合金，行业浓厚兴趣，这意味着在50％的负载下，高达96％的峰值效率。
为了应对这些测量挑战，我们通过LMG600系列电源分析仪提供量身定制和用户优化的解决方案。这些仪器已经在开发阶段使用，以评估，优化并终指定电源产品的效率。主要重点是测量输入和输出功率以确定各种负载条件的效率。图1说明了使用我们的LMG641功率分析仪进行示例性测量。
图1。 使用ZES Zimmer LMG641电源分析仪对服务器电源进行示例效率测量。图像由Bodo的Power Systems [PDF]提供
为了满足每个测试对象的单个测量要求，包括准确性，模拟带宽，采样率以及同时进行狭窄和宽带测量，我们的功率分析仪提供了各种特别指定的测量渠道，用于测量：效率测量：
通用测量应用的LMG600 B通道：功率测量精度为±（读数的0.05％ + 0.02％的范围 + 0.02％），带有500 kHz带宽和150 ks/s的抽样率
LMG600用于高精度宽带和DC优化测量的S通道：功率测量精度为±（读数的0.015％ + 0.01％的范围 + 0.01％），带有10 MHz带宽和1.21 ms/s采样率
可以使用上述单相和多相测量的上述测量通道对我们的LMG600系列中的功率分析仪进行模块化配置，从而实现多32个ATRMS和1000 VTRM的直接测量。对于扩展测量范围，主要用于当前测量，我们的高精度PCT系列电流传感器支持高达几个1000 ATRM的测量值，并且可以由Power Analyzer直接提供。这种能力对于高功率供应的效率测量以及高容量UPS电池的能量测量特别重要，从而可以评估其容量，稳定性和负载库测试的效率。
确保数据服务器合规性
在工会和国家，政府都建立了法律能源效率目标，从而制定了量身定制的标准和法规，这些标准和法规与特定的国家要求和可持续性目标保持一致。结果，数据中心和服务器有义务尽可能省力且对气候友好，以确保调节性合规性。例如，欧盟要求安装数据服务器的欧盟一致性声明，其中包括遵守电磁兼容性标准（EN/IEC 61000-3）和用于衡量和能源消耗的规定方法（EN 50564）。其他国家已经为数据中心实施了同等的能源效率标准，每个国家都针对各自的国家条件和可持续性目标量身定制。
为了实现法律合规性和，可靠的合格测试至关重要。如图2所示，我们提供了基于LMG测试套件的测试软件，作为我们LMG600电源分析仪的补充解决方案。该软件使数据服务器制造商和系统集成商能够进行初步合规测试，评估谐波扭曲，功率因数，电压波动，能耗和其他必需参数：
EN / IEC 61000-3-2 / -12（谐波限制）
EN / IEC 61000-3-3 / -11（电压波动和闪烁）
IEC 62301 / EN 50564（备用功耗）
功率分析仪完全符合谐波测量标准（EN/IEC 61000-4-7）和闪烁测试（EN/IEC 61000-4-15）。等效的测量要求和仪器适用于机构。与前面提到的B/S-enchanel一致，我们还提供专门为此类合规测试设计的专用测量通道。
50/60 Hz的高精度（合规性）测量的LMG600 C通道：功率测量精度为10 kHz带宽和150 ks/s/s/s的采样率的±读数的0.03％（0.03％的读数 + 0.01％）。
图2。 使用LMG测试套件PC软件的LMG600系列的合规性测试系统。图像由Bodo的Power Systems [PDF]提供
优化服务器操作中的系统能源效率 - SpecPower基准测试
尽可能快而可靠地处理大量数据需要高计算性能，通常涉及多个处理器。根据CPU利用率，即执行的计算操作数量，服务器电源以不同的负载水平运行，每个负载水平都具有不同的效率特征。这导致整体系统能效取决于计算负载，通常表示为每个系统瓦特的性能。服务器系统的能源效率会根据其在不同的计算负载下运行的时间而变化，从而影响性能比率。数据中心经理的目的是确保其已安装的服务器配置的不断优化的节能操作。这是通过仔细选择，优化和验证服务器硬件来实现平均性能比率随着时间的推移而实现的。
标准绩效评估公司（SPEC），特别是SpecPower委员会，已经开发了一种行业标准的基准（SpecPower_SSJ2008），以提供一种结构化方法来衡量能耗和计算性能。
这个基准测试过程的是由Spec正式接受和支持的功率分析器，例如Zes Zimmer的LMG600系列。代表性测量设置如图3和图4所示。
LMG611基准结果可以用作向国家监管机构的现状评估。在德国和欧洲，这尤其适用于将能源消耗到数据中心能源效率登记册的强制性。借助SpecPower基准和我们的LMG600系列功率分析仪，数据中心运营商具有良好的测量解决方案，可以有效地履行这些法规义务。
图3。 使用LMG611的SpecPower基准测试设置的示例性测量设置。图像由Bodo的Power Systems 提供
高效率变压器 - 地减少功率损失以优化PUE
由于其主要是非线性载荷，例如数据服务器，电源分配单元（PDU）和通风和冷却系统的频率逆变器，因此数据中心对连接到网格的变压器构成了重大挑战。没有优化当前谐波的缓解，变压器会经历较高的明显负载，这迫使它们在效率较低的范围内运行。反过来，这会对功率使用效率（PUE）产生负面影响，这是数据中心能源效率的关键指标。超大变压器不是一个具有成本效益的解决方案，另外导致了较高的无负荷损失。为了解决这些问题，标准和法规，例如DOE 2016（美国能源部）和欧盟Ecodesign指令第2层（欧洲）已经强制使用高效变压器（例如，那些具有无定形的人并改善了Harmonic Load load K-13）。这些变压器在50％-75％的负载范围内实现高于99.5％的效率，同时地减少谐波失真。这种极低的功率损失使用于接受和类型测试的测量设备的严格要求。无负载，短路和相位位移测量值的较高的测量不确定性可能有可能与这些严格的行业标准不合规。
高精度功率分析仪，例如带有A-或S型测量通道的LMG671，为变压器测试提供了所需的功率测量精度，带宽和谐波分析。我们的分析仪的测量公差规范不是功率因数依赖性，可以保证可靠的结果。此外，专用过程信号接口（PSI）允许连接温度传感器，在变压器短路测试（用于铜损耗确定）期间实现温度漂移补偿，使用集成脚本编辑器。我们的高精度电流和电压传感器，包括PCT系列电流传感器和HST系列高压隔板，可以将测量范围扩展到功率水平从数百KVA到多个MVA。
的功率测量是关键
的功率测量是数据中心和服务器能源效率可持续优化的关键因素。随着对计算能力的需求不断增长，监管要求的增长，优化总体和系统能源消耗变得至关重要。使用ZES ZIMMER LMG600系列电源分析仪及其配件，电源，发电机单元和高效变压器的配件，制造商和开发商可以使用测量解决方案，可以通过的电源分析来验证和优化其系统。这样可以确保遵守法规标准，例如80 Plus，Energy Star，DOE 2016和欧盟Ecodesign指令，同时提高能源效率和系统性能。
SpecPower基准测试与我们的电力分析仪相结合，可以对服务器效率进行标准化的评估。它支持数据中心运营商优化服务器基础架构的节能操作，同时确保符合能源消耗要求。
LMG600系列功率分析仪和专用测试软件（例如LMG测试套件）的组合确保了遵守能源效率标准。终，它有助于地减少数据中心的环境足迹。总之，的功率测量对于确保以可持续性，可行和防止未来的方式确保数据中心运行至关重要。
