服务器节能有术
目前,服务器厂商面临的问题是如何要不断的提高服务器计算能力而要减少服务器的能耗。服务器厂商和芯片巨头们也开始进行大量的研究并开始执行一些新的技术以降低服务器的能耗,主要有三个方向:冷却技术、芯片节能技术、软件调度和管理技术。
当然,也有厂商采用低功耗的CPU作为服务器部件,来实现服务器产品的节能,这种做法是以降低系统性能或者增加成本为代价,不在本文讨论之列。
服务器冷却技术
我们先来看看冷却技术,这种做法主要是解决散热能耗,提高散热效率,来降低数据中心的冷却系统的能耗和成本,并不是从源头降低服务器的能耗。但散热效率的提高可以作用于服务器能耗降低的推动并提高服务器的性能。
其中原因如下:温度降低后,服务器部件的工作性能会更高,尤其是关键的计算部件CPU性能。而更低的温度也能够促进服务器系统功耗的降低,比如VRM部件,DC-DC等电源器件在低温下电源转换效率会高。如果VRM和DC-DC能够提高5%的效率,则整个系统就可以节能5%。同时上文中谈过,目前大机房环境中冷却系统的能耗直逼服务器系统的能耗。所以,从冷却系统着手也是非常有意义的。
目前在server开始应用或者研发中的冷却技术主要有以下几种:
1. 水冷技术
例如IBM公司“冰蓝(Cool Blue)”,刚研发成功一个数据中心专用水冷配件新产品,利用标准数据中心冷却装置生产出来的冷水来补充制冷。每分钟,系统中都会有8到10加仑的水循环流过服务器架上的一个4英寸厚的后门,如图1所示这个热交换器可以带走55%的满配服务器机柜产生的热量。
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图1 是IBM冰蓝机柜部件
2. 其他吸热材料冷却
英国一家公司研制利用二氧化碳解决刀片式服务器散热问题在利用二氧化碳作为冷却剂方面已经取得了突破。目前公布的系统是由Trox先进冷却系统(AIT)和Star致冷公司共同开发的,首批采用该技术的冷却系统已经被安装在英国帝国理工学院。它的主要原理是采用了热吸收而不是传统的冷却技术,因此是一种更有弹性和节能的解决方案。这一冷却系统主要面向“高密度冷却,特别是每机柜的能耗超过20千瓦的刀片式服务器”,它安装在服务器机柜的后方,能够“捕获”风扇排出的热量。由于采用了二氧化碳,该系统具有“大容量、低能耗”等优点。
3. 优化设计的散热FAN以及散热风道
目前在优化散热风道设计上IBM在其blade centre上采用其矢量散热技术,图2和图3 是IBM blade center中采用的优化风道设计,图2是计算刀片的风道示意图,图3是刀片机箱内部风道示意图。据IBM宣称,采用该技术的IBM刀片服务器可以节省电能50%。
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图2 IBM BladeCentre 计算刀片风向图
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图3 IBM BladeCentre 机箱内部风向图
HP采用高性能风扇来提高服务器的散热性能,HP Active Cool风扇是一种创新的新型设计,转速达219Km/h。HP Active Cool风扇速度达到18000 rpm.在25摄氏度的条件下,每个HP Active Cool风扇可冷却5台常见IU服务器。
