背景
大資料中心是新基建的七大領域中的一項組成部分，對于大雲物移智來說屬于確定計算力的最低層基礎設施，資料中心耗電巨大的特點使其被普遍作為“高耗能産業”對待。
能耗名額
資料中心的能耗名額即PUE，是評價一個資料中心能源效率的最重要名額,是資料中心消耗的所有能源與IT負載使用的能源之比。這裡所指的能源即電力，進而也成為了PUE名額的局限之一。
PUE = 資料中心總裝置能耗/IT裝置能耗
最理想的狀态是PUE=1，即資料中心總裝置能耗等于IT裝置能耗，其他配套設施沒有用電。當然這個理想狀态在目前的技術條件下隻能不斷向1去靠近，而無法完全做到等于1。
國家及各地對于PUE名額的限制
全國：工業和資訊化部、國家機關事務管理局、國家能源局三部門聯合印發的《關于加強綠色資料中心建設的指導意見》，明确提出到2022年，資料中心平均能耗基本達到國際先進水準，建立大型、超大型資料中心的電能使用效率值達到1.4以下，高能耗老舊裝置基本淘汰，水資源利用效率和清潔能源應用比例大幅提升，廢舊電器電子産品得到有效回收利用。
上海：上海市經信委、發改委頒布的《關于加強上海網際網路資料中心統籌建設的指導意見》，建立網際網路資料中心PUE值嚴格控制在1.3以下，改建網際網路資料中心PUE值嚴格控制在1.4以下。
杭州：杭州市經信局、杭州市發改委聯合釋出《關于杭州市資料中心優化布局建設的意見》中的目标為，至2025年資料中心普遍達到三星級以上标準，建立資料中心PUE（能源使用效率） 值不高于1.4，改造後的資料中心PUE值不高于1.6。
山東：山東省政府印發的《關于山東省數字基礎設施建設的指導意見》中，要求自2020年起，建立資料中心PUE值原則上不高于1.3，到2022年年底，存量改造資料中心PUE值不高于1.4。
小結：通過對比以上全國和部分省市的名額限制，未來總體的一個趨勢是建立資料中心PUE會被要求限制在1.3以下，改造的存量資料中心PUE要求在國家要求的1.4附近。
影響PUE的敏感因素
電氣負載能耗
指資料中心開關裝置、不間斷電源（UPS）、配電單元等消耗的總能耗。是資料中心總裝置能耗的組成部分。
機械負載能耗
指資料中心制冷裝置、泵、風機等消耗的總能耗。是資料中心總裝置能耗的組成部分。
制冷能耗
指資料中心場地内通過蒸氣壓縮、通風、減濕、蒸發、吸收和吸附等方式實作制冷和加濕所耗費的能耗總和。是資料中心總裝置能耗的組成部分。
IT裝置能耗
指資料中心IT裝置能耗消耗的總能耗。是資料中心總裝置能耗的組成部分。在PUE計算公式中既是分子的組成部分也是分母。
降低PUE的方法及手段
浸沒式液冷
浸沒式液冷為把伺服器浸在液體裡循環冷卻，利用絕緣冷卻液代替風冷的方式，在這種方式下不需要用到任何的風扇或者空調等冷卻裝置也節省了不少空間。這是目前降低PUE的手段中效率最高的一種，根據公式PUE = 資料中心總裝置能耗/IT裝置能耗，浸沒式液冷的方法能夠将機械負載能耗和制冷能耗降低到幾乎為0的水準，而在資料中心總裝置能耗中，機械負載能耗和制冷能耗是除了IT裝置能耗外最大的兩個部分，是以分子大幅度的降低使PUE的值也能夠降低到1附近。
優化選址
對于資料中心建設來說，選址的重要性展現在多個方面，包括氣象條件、電力能源供應、電力能源的成本、人力成本、當地通訊基礎設施情況、交通運輸條件等。對于降低PUE來說，最重要的因素就是氣象條件，再具體到能耗就是當地氣溫對降低制冷能耗的幫助。
以貴州為例，貴州地處北緯24°～29°，屬于亞熱帶季風氣候，平均海拔為1100米，全年平均氣溫為14℃～16℃，夏季平均氣溫則隻有22.5℃。這個溫度是IT設施運作最合适的溫度。是以諸多網際網路公司和通信營運商都選擇在貴州建設自己的資料中心。
再以張北的氣象條件為例，張北地處北緯41度，年平均氣溫3.2℃，從資料中心運作角度全年采用自然新風制冷模式天數可達到350天以上。預計全年隻有兩周需開啟傳統的壓縮機空調制冷的運作方式使制冷能耗能夠降低近60%。阿裡張北資料中心的設計PUE為1.25,最低可達1.13。
是以從優化選址的手段降低PUE，最理想的方式是建設的地點的氣溫能夠恰好維持在IT設施最合适的運作溫度附近，使暖通裝置的制冷能耗降到最低。其次是選取氣溫較低又不至于酷寒的資料中心場址，雖然從運作人員舒适角度不及前者，但是對于降低PUE來說，降低制冷能耗的原理是一樣的。
改進工藝系統
改進工藝系統的目的是期望降低機械負載能耗、制冷能耗和IT裝置能耗。
以阿裡千島湖資料中心為例，利用深層湖水制冷并采用阿裡巴巴定制硬體，設計年平均PUE低于1.3，最低時PUE1.17。淳安地區年平均氣溫17度，其常年恒定的深層湖水水溫讓資料中心90%的時間都不依賴湖水之外的制冷能源。工藝系統設計上，使千島湖深層湖水通過完全密閉的管道流經資料中心，幫助伺服器降溫，再流經2.5公裡的青溪新城中軸溪，作為城市景觀呈現，最終自然冷卻後再回到湖中形成一個完整的閉環。
在2014年，微軟開啟了代号為“Natick”的海底資料中心計劃，把該資料中心部署在了蘇格蘭奧克尼群島附近水域的海底，該項目的目的是為了研究利用可再生能源向沿海城市提供網際網路服務，提升上網速度的可行性是否存在。該資料中心位于海面以下36米的地方，由從奧克尼運作的海底電纜進行供電。本質上是利用海水冷卻IT設施達到降低PUE的目的。
合理規劃IT裝置
資料中心規劃設計中，一般以單機架功率為最小統計機關，伺服器電源需要進行交直流轉換，轉換過程中電源本身需要消耗一定電力也産生了電氣負載能耗。是以合理的确定IT負載率能夠從降低電氣負載能耗的角度降低PUE值。
IT負載率是IT裝置實際所需要的功率與額定負載時所需的功率的比值，計算方式為：IT負載率=IT裝置實際所需功率/IT裝置額定功率。在不同的行業資料中心建設過程中，規劃的IT負載率取值有很大不同并且直接與經濟效益挂鈎，在能耗名額相同的情況下，IT負載率取值0.9或1的差别就可以使放置的IT伺服器數量相差10%。
伺服器電源交直流轉換過程中本身消耗一定的電力，這個過程大緻有以下幾個階段：
1、低負載情況下，電源轉換效率很低，更多的電力消耗在電源本身上；
2、随着負載增加，轉換效率迅速上升，負載為40%-60%時轉換效率達到最高；
3、負載超過60%後，電源轉換效率随負載升高緩慢降低。滿負載時電源轉換效率反而相對較低。
真正在伺服器運作的過程中，都不會以額定功率運作，這就為通過合理确定IT負載率來降低PUE提供了空間。
以IT總功率表示的資料中心規模一般由以下公式确定：
IT總功率=Q÷8760÷PUE÷ρ（其中：Q—年耗電量、PUE—年均PUE、ρ—IT負載率）
由公式可知，IT負載率的大小，直接影響到整體資料中心的規模，也可以直接影響到資料中心的PUE名額。合理的确定IT負載率可以使資料中心的電源始終維持在一個轉換效率最高的水準，進而通過降低電氣負載能耗的方法降低PUE值。
可再生能源的使用
大量國内外資料中心包括以上提到的案例中，建設過程中都已經考慮了使用可再生能源，使用風電、光伏等可再生能源作為資料中心的部分電力和能源來源對于減少碳排放和保護環境有積極作用，但是對于PUE的降低沒有作用，這也展現了僅僅将PUE作為資料中心能耗名額的局限性。從電力消耗來說，可再生能源的使用對于減少整個資料中心的耗電量沒有作用，但是從能源消耗的角度，可再生能源大幅度的降低了對于傳統由燃煤、天然氣等化石能源産生的電力的需求。
結論
1、PUE是評價一個資料中心能源效率的最重要名額，但是也有局限性。
2、未來總體趨勢是建立資料中心PUE會被要求限制在1.3以下，改造的存量資料中心PUE要求在國家要求的1.4附近。
3、浸沒式液冷是降低PUE的最有效方法，但是絕緣冷卻液的研發和冷卻液對裝置的長期影響需要有較大投入。
4、場址溫度對于PUE值有很大關系，在選址上最佳的場址為其溫度常年穩定保持在IT設施的最佳運作溫度區間。其次為場址常年氣溫較低但又不至于處于酷寒地區。本質都是降低制冷能耗來降低PUE值。
5、通過改進工藝系統來降低PUE值是目前成熟的技術手段，通過湖水冷卻和海水冷卻能夠降低資料中心的制冷能耗。但是這種方式下由于工藝系統相對複雜，資料中心占地面積略大。
6、合理确定IT負載率能夠在IT總功率是一個恒定值的情況下通過維持電源在一個最高效轉換區間來降低PUE值。
7、可再生能源的使用能夠大幅度降低碳排放和促進環保，但是僅僅從PUE角度，則對降低名額沒有幫助。這也是PUE名額的局限之一。