ISO/IEC 30134-4:2017 - ITEEsv 資料中心標準

在資料中心產業追求整體能源效率優化的過程中，伺服器作為資料中心的核心運算設備，其能源消耗佔據了總能耗的相當大比例。因此，提升伺服器的能源效率，降低伺服器能耗，成為資料中心節能減碳的關鍵環節。為了引導伺服器製造商和資料中心營運商共同關注伺服器能效，國際標準化組織 (ISO) 與國際電工委員會 (IEC) 聯合發布了ISO/IEC 30134-4:2017 — Part 4: IT Equipment Energy Efficiency for Servers (ITEEsv) 標準。此標準正式定義了 IT 設備能源效率指標 (IT Equipment Energy Efficiency for Servers, ITEEsv) ，這個關鍵效能指標，專門用於評估伺服器的能源效率，引領綠色運算邁向更高效、更節能的核心領域。

ISO/IEC 30134-4:2017 標準的發布，與 ISO/IEC 30134 系列其他標準 (PUE, WUE, CUE, REF) 共同構建了更為完善的資料中心關鍵效能指標體系。ITEEsv 標準的獨特之處在於，它將關注點從資料中心整體能效，精確聚焦到伺服器這一關鍵設備，為伺服器能效評估提供了標準化的方法和指標，有助於推動伺服器技術的節能創新，並為資料中心選擇高效能伺服器提供決策依據。

ITEEsv：精準評估伺服器能源效率的指標

IT 設備能源效率指標 (ITEEsv) 是 ISO/IEC 30134-4:2017 標準的核心概念，它提供了一個量化伺服器能源效率的指標，其定義公式如下：

ITEEsv = 伺服器效能指標 / 伺服器能源消耗量

從公式中可以看出，ITEEsv 值是一個比率，分子是伺服器效能指標，指的是衡量伺服器運算能力或效能的指標，例如伺服器在特定工作負載下的運算速度、吞吐量、處理能力等；分母是伺服器能源消耗量，指的是伺服器在執行特定工作負載時所消耗的能源總量。

ITEEsv 值越高，代表伺服器在單位能源消耗下，所提供的運算效能越高，能源效率越高。與 PUE、WUE、CUE、REF 等指標不同，ITEEsv 指標並非以數值越低越好為目標，而是追求數值越高越好，因為 ITEEsv 直接反映了伺服器的效能與能耗之間的平衡關係，數值越高意味著伺服器在相同能耗下能提供更高的運算效能，或者在相同效能下能耗更低，從而實現更高的能源效率。

ISO/IEC 30134-4:2017 標準的關鍵價值

ISO/IEC 30134-4:2017 標準的發布，對於資料中心產業提升伺服器能效，推動綠色運算發展具有重要的促進作用，其關鍵價值主要體現在以下幾個方面：

首個伺服器能效國際標準： ISO/IEC 30134-4:2017 是全球首個針對伺服器 IT 設備能源效率 (ITEEsv) 提出的國際標準。在此之前，雖然業界對伺服器能效日益關注，但缺乏一個統一、標準化的 ITEEsv 指標和評估方法。各伺服器製造商可能採用不同的能效測試方法和指標，導致產品能效數據缺乏可比性，用戶難以客觀評估和選擇高效能伺服器。ISO/IEC 30134-4:2017 標準的誕生，填補了這一空白，為全球伺服器產業提供了一個共同遵循的 ITEEsv 標準，為伺服器能效評估、基準測試和產品對標奠定了堅實基礎。
精準量化伺服器能源效率： ITEEsv 指標的公式設計簡潔明瞭，但其背後蘊含著精確的效能測試方法和能源量測規範。ISO/IEC 30134-4:2017 標準詳細規範了 ITEEsv 的計算方法，明確定義了分子 (伺服器效能指標) 和分母 (伺服器能源消耗量) 的範疇，以及需要採用的效能測試工作負載和能源量測方法，確保了 ITEEsv 值能夠精準、客觀地反映伺服器的能源效率水平。透過 ITEEsv 指標，伺服器製造商可以更科學地評估產品的能效水平，並針對性地進行技術改進；資料中心營運商可以更有效地評估和選擇高效能伺服器，降低資料中心整體能耗。
引導伺服器技術節能創新： ISO/IEC 30134-4:2017 標準的發布，將有力引導伺服器技術的節能創新方向。ITEEsv 指標的推廣應用，將促使伺服器製造商更加重視產品的能源效率，將能效提升納入產品設計和研發的重要考量，並積極採用各種節能技術，例如高效能處理器、智慧型電源管理、先進散熱技術等，以提升 ITEEsv 值，增強產品的市場競爭力。
協助資料中心選擇高效能伺服器： ISO/IEC 30134-4:2017 標準為資料中心營運商選擇高效能伺服器提供了重要的決策依據。在採購伺服器時，資料中心營運商可以參考伺服器的 ITEEsv 值，優先選擇 ITEEsv 值較高的產品，在滿足運算效能需求的同時，最大限度地降低能源消耗，從而降低資料中心的營運成本和環境足跡。
推動綠色運算生態系統發展： ISO/IEC 30134-4:2017 標準的應用，將促進綠色運算生態系統的發展。ITEEsv 指標的推廣，將促使伺服器產業鏈上下游企業共同關注伺服器能效，從伺服器晶片、組件、系統設計到資料中心部署和營運，形成一個共同追求高效能、低能耗的綠色運算生態系統，共同推動綠色運算技術的創新和應用。

ITEEsv 的精確計算方法與關鍵要素

為了確保 ITEEsv 指標的準確性和可比性，ISO/IEC 30134-4:2017 標準對 ITEEsv 的計算方法和關鍵要素進行了詳細的規範。ITEEsv 的計算公式看似簡單，但實際應用中需要注意以下幾個關鍵要素：

1. 伺服器效能指標 (Server Performance Metric)： ITEEsv 計算的分子是伺服器效能指標，選擇合適的效能指標至關重要。ISO/IEC 30134-4:2017 標準並未強制規定統一的伺服器效能指標，而是 允許根據不同的伺服器類型和應用場景，選擇最能反映伺服器效能的指標。標準列舉了一些常用的伺服器效能指標範例，包括：

*   **SPECpower_ssj2008：**  SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation) 組織制定的伺服器 Java 效能評測標準，廣泛應用於評估企業級伺服器的效能和能效。SPECpower_ssj2008 測試套件包含多個 Java 伺服器應用程式工作負載，可以全面評估伺服器在不同負載水平下的效能表現。
*   **TPC-C：**  Transaction Processing Performance Council (TPC) 組織制定的線上交易處理 (OLTP) 效能評測標準，主要用於評估資料庫伺服器的交易處理能力。TPC-C 測試模擬了典型的零售業線上交易場景，可以有效評估資料庫伺服器在處理大量並發交易請求時的效能和穩定性。
*   **SPEC CPU2017：**  SPEC 組織制定的 CPU 效能評測標準，用於評估伺服器 CPU 的運算能力。SPEC CPU2017 測試套件包含多個計算密集型工作負載，可以全面評估伺服器 CPU 在不同應用場景下的運算效能。
*   **其他客製化效能指標：**  對於特定應用場景或特定類型的伺服器，也可以根據實際需求，客製化開發更具針對性的效能指標。例如，對於高效能運算 (HPC) 伺服器，可以使用 FLOPS (每秒浮點運算次數) 作為效能指標；對於儲存伺服器，可以使用 IOPS (每秒輸入/輸出操作次數) 或吞吐量 (Throughput) 作為效能指標。

在選擇伺服器效能指標時，需要考慮以下幾個原則：

*   **代表性 (Representative)：**  選擇的效能指標應能真實反映伺服器在實際應用場景下的效能表現。
*   **可量測性 (Measurable)：**  選擇的效能指標應易於量測和記錄，並能提供可靠的量測數據。
*   **標準化 (Standardized)：**  盡可能選擇已有的標準化效能評測標準，例如 SPEC、TPC 等組織制定的標準，以確保不同伺服器產品的效能數據具有可比性。

2. 伺服器能源消耗量 (Server Energy Consumption)： ITEEsv 計算的分母是伺服器能源消耗量，精確量測伺服器能耗同樣至關重要。ISO/IEC 30134-4:2017 標準對伺服器能源消耗量的量測方法進行了規範，主要包括：

*   **量測位置 (Measurement Point)：**  伺服器能源消耗量應在伺服器的 **交流電源輸入端 (AC Power Input)** 進行量測，以包含伺服器所有組件 (例如 CPU、記憶體、儲存設備、風扇、電源供應器等) 的能源消耗。
*   **量測儀器 (Measurement Instrument)：**  應使用符合精確度要求的 **功率計 (Wattmeter)** 或 **電錶 (Energy Meter)** 量測伺服器能源消耗量。量測儀器應具備記錄能源使用數據的功能，並定期讀取數據進行統計分析。
*   **量測週期 (Measurement Period)：**  伺服器能源消耗量應在伺服器執行效能測試工作負載的 **整個測試週期 (Test Period)** 內進行量測，以反映伺服器在特定工作負載下的平均能耗水平。

在進行伺服器能源消耗量量測時，需要注意以下幾個方面：

*   **量測儀器的校準 (Calibration)：**  定期校準量測儀器，確保量測數據的準確性。
*   **環境條件的控制 (Environmental Control)：**  在進行伺服器能效測試時，應盡可能控制測試環境的溫度、濕度等條件，以減少環境因素對測試結果的影響。
*   **測試數據的記錄 (Data Recording)：**  詳細記錄伺服器效能測試和能源消耗量量測的數據，包括測試時間、測試環境、量測儀器型號、量測數據等，以便後續數據分析和結果驗證。

3. 工作負載 (Workload)： ITEEsv 計算需要伺服器在執行特定的 工作負載 (Workload) 下進行效能測試和能源量測。工作負載的選擇直接影響 ITEEsv 值的計算結果，因此選擇具有代表性的工作負載至關重要。ISO/IEC 30134-4:2017 標準建議，應根據伺服器的 目標應用場景 (Target Application Scenario) 選擇合適的工作負載。例如：

*   **企業級伺服器：**  可選用 SPECpower_ssj2008、TPC-C 等標準化工作負載，模擬企業級應用場景下的伺服器負載。
*   **高效能運算 (HPC) 伺服器：**  可選用 LINPACK、HPL 等 HPC benchmark 工作負載，模擬科學計算、工程模擬等應用場景下的伺服器負載。
*   **雲端運算伺服器：**  可選用 CloudSuite、YCSB 等雲端運算 benchmark 工作負載，模擬雲端服務應用場景下的伺服器負載。
*   **客製化工作負載：**  對於特定應用場景或特定類型的伺服器，也可以根據實際需求，客製化開發更具針對性的工作負載。

在選擇工作負載時，需要考慮以下幾個因素：

*   **代表性 (Representative)：**  選擇的工作負載應能真實反映伺服器在實際應用場景下的典型負載情況。
*   **標準化 (Standardized)：**  盡可能選擇已有的標準化工作負載，例如 SPEC、TPC 等組織制定的標準，以確保不同伺服器產品的能效數據具有可比性。
*   **可重複性 (Repeatable)：**  選擇的工作負載應具有可重複性，確保在不同時間、不同測試環境下，測試結果具有一致性。

ITEEsv 的應用實踐與效益分析

ISO/IEC 30134-4:2017 標準的推廣應用，將為伺服器製造商和資料中心營運商帶來多重效益，並在以下幾個方面體現其應用實踐與價值：

伺服器產品能效對標與競爭： ISO/IEC 30134-4:2017 標準及其 ITEEsv 指標的發布，為伺服器製造商提供了一個公平、公正的能效對標平台。伺服器製造商可以依據標準化的方法測試和公布其伺服器產品的 ITEEsv 值，方便用戶進行產品比較和選型。ITEEsv 指標也將激發伺服器製造商之間的能效競爭，促使各廠商不斷投入研發資源，推出更高能效的伺服器產品，推動伺服器技術的整體進步。
資料中心綠色採購與決策： ITEEsv 指標為資料中心營運商進行綠色採購提供了重要的技術依據。在採購伺服器時，資料中心營運商可以將 ITEEsv 值作為關鍵的評估指標，優先選擇 ITEEsv 值較高的產品。透過大規模部署高效能伺服器，資料中心可以顯著降低整體能源消耗，降低營運成本，並減少碳排放，提升資料中心的綠色競爭力。ITEEsv 指標也有助於資料中心制定更科學、更合理的伺服器採購決策，實現效能與能耗的最佳平衡。
政府與行業節能政策制定： ISO/IEC 30134-4:2017 標準及其 ITEEsv 指標，為政府和行業組織制定資料中心節能政策提供了重要的技術支撐。政府可以參考 ITEEsv 標準，制定伺服器能效標準、節能認證、綠色採購指南等政策，引導伺服器產業提升能效水平，並鼓勵資料中心採用高效能伺服器，推動資料中心產業的整體節能減碳。行業協會可以推廣 ITEEsv 標準，組織行業能效基準測試和對標活動，促進行業最佳實踐的交流和分享，共同提升伺服器能效水平。
提升綠色運算認知與普及： ISO/IEC 30134-4:2017 標準的發布和推廣，有助於提升社會各界對綠色運算和伺服器能效的認知。ITEEsv 指標的普及，將使更多人了解伺服器能效的重要性，認識到選擇高效能伺服器對於節能減碳的意義。這將促進綠色運算理念的普及，引導用戶在選擇伺服器產品和資料中心服務時，更加重視能效指標，共同推動綠色運算產業的發展。

ITEEsv 指標的局限性與未來發展方向

ISO/IEC 30134-4:2017 標準及其 ITEEsv 指標，在伺服器能效評估方面取得了顯著的進展，為資料中心產業的綠色運算發展做出了重要貢獻。然而，ITEEsv 指標也存在一定的局限性，需要在未來發展中不斷完善和改進。

效能指標選擇的挑戰： ISO/IEC 30134-4:2017 標準允許根據不同的伺服器類型和應用場景，選擇不同的效能指標，這在一定程度上增加了 ITEEsv 指標的靈活性和適用性。然而，不同效能指標之間的可比性較差，可能導致不同伺服器產品的 ITEEsv 值缺乏直接可比性。未來，需要進一步研究和標準化不同應用場景下伺服器效能指標的選擇方法，提升 ITEEsv 指標的通用性和可比性。
工作負載模擬的複雜性： ITEEsv 計算需要伺服器在執行特定的工作負載下進行效能測試和能源量測。工作負載的選擇直接影響 ITEEsv 值的計算結果。然而，真實的資料中心應用場景非常複雜多樣，難以用單一的工作負載完全模擬。未來，需要研究更具代表性、更全面的伺服器工作負載模型，提升 ITEEsv 指標的實際應用價值。
未充分考慮伺服器生命週期能耗： ITEEsv 指標主要關注伺服器在運行階段的能源效率，而較少考慮伺服器在生產、運輸、報廢等生命週期其他階段的能耗和環境影響。未來，可以考慮將生命週期評估 (Life Cycle Assessment, LCA) 方法引入伺服器能效評估體系，建立更全面的伺服器生命週期能效指標，引導伺服器產業實現全生命週期的綠色化。
與其他資料中心能效指標的協同： ITEEsv 指標主要關注伺服器自身的能效，而資料中心的整體能效還受到其他因素 (例如冷卻系統、電力系統、建築設計等) 的影響。未來，需要將 ITEEsv 指標與 PUE、WUE、CUE、REF 等其他資料中心能效指標協同應用，建立更完善的資料中心綜合能效評估體系，引導資料中心產業實現全方位的綠色優化。

儘管存在一些局限性，但 ISO/IEC 30134-4:2017 標準的發布，無疑為伺服器能效提升和綠色運算發展奠定了堅實基礎。隨著技術的進步和產業的共同努力，ITEEsv 指標及其相關標準也將持續完善和發展，引領綠色運算邁向更加高效、更加永續的未來。

結語：ITEEsv 引領綠色運算核心，邁向高效節能新時代

ISO/IEC 30134-4:2017 標準及其核心概念 IT 設備能源效率指標 (ITEEsv)，為伺服器產業提供了一個標準化、可量化、可比較的能效評估框架，有助於引導伺服器產業提升能效水平，並推動資料中心產業的綠色運算發展。ITEEsv 不僅是一個技術指標，更是一種綠色運算理念的體現，它引導伺服器產業從傳統的效能優先模式，轉向效能與能效並重的綠色發展模式，邁向更加高效、更加節能的綠色運算新時代。

在全球共同推動數位經濟發展和綠色低碳轉型的時代背景下，ISO/IEC 30134-4:2017 標準的發布具有重要的現實意義和前瞻性價值。ITEEsv 指標將如同綠色引擎，驅動伺服器產業在綠色運算的道路上不斷創新、突破、前行，為構建更永續、更智慧的數位世界貢獻核心力量。