【IT168 专稿】7月16日，中电标协高性能计算机标准工作委员会在北京召开第五次工作会议。高标委在会上宣布开通了其官方网站www.hpcsc.org，并与中石油东方地球物理公司签署了合作备忘录，计划共同推进国内石油勘探领域高性能计算机行业应用标准化工作。曙光公司研发中心总经理邵宗有在会上做了《高性能绿色计算技术及节能标准设想》的报告。

    今天，高性能计算中心、数据中心的能耗问题非常严峻，据统计，仅2007年一年我国服务器电源和冷却的费用就高达19亿美元，整个IT设备的电力消耗达到300-500亿度。象中石油东方地球物理公司数据中心、上海超级计算中心等机房每天的电费就达到数万元，一年下来，上千万元的电费已经让这些企业感到了巨大的成本压力。

    邵宗有谈到，除了能源成本之外，未来几年中，很多过去的老机房很可能会因为供电不足而被淘汰。据统计，从1992年到2008年间，由于多核CPU、刀片服务器、高密度计算的发展，过去一个满配的机柜只需要几百瓦特的电力，而现在使用1U的机架服务器，一般需要2000瓦电力，如果使用密度更高的刀片服务器，甚至高达4000多瓦特。而实际上，很多老机房的机柜供电都达不到这一要求，使得42U高的机柜往往只能放几台服务器，宝贵的机柜空间被大大浪费。

两类不同应用 三级节能体系

    为此，高性能绿色计算技术受到了国内外企业和专家学者的广泛关注。邵宗有表示，目前曙光公司已经提出了高性能计算系统的绿色计算框架，分别从节点级、集群级和系统级三个层面来进行能耗监控管理，提高能源使用效率，并且已经取得了一些实效性技术成果。

    “比如，今天的CPU其实已经提供了大量的接口给下游的系统厂商和软件厂商，通过这些接口可以实现降耗的目的，只不过大家以前没有意识到，很少去开发利用它们。”邵宗有告诉记者，曙光已经开发成功了相应的功率控制软件，并且在中石油东方地球物理公司取得了成功应用，据测试可以减少32%的能耗。其原理其实很简单，就是根据负载需求情况，通过实现降低CPU主频、关闭部分核心、休眠、待机等手段来调节降低功耗。在东方公司，采用的主要是待机的办法，即当某个机柜不承担计算任务时，让其自动处于待机状态，一旦需要使用，在2-3秒钟内又可以唤醒，这跟大家熟悉的“人走灯暗”的灯光亮度自动调节系统一样，仅仅这一个手段，功耗就可以减少30%左右。

    邵宗有进一步解释说，高性能计算机的能耗问题要分两种典型应用环境来看待——科学计算和信息服务。对于石油勘探、超级计算中心等用户来说，由于主要进行的都是科学工程计算，强调CPU的浮点计算性能，其负载在空间上存在一定的不均衡性，即当没有计算任务时，整个、整个的机柜就会处于停运、空闲状态，这时就可以通过作业调度让腾出空来的机器去休眠、待机，降低功耗。曙光还在开发基于功耗的调度系统，不仅给应用分配计算资源，也分配功率资源，届时用户可以根据自己对性能和节能的不同需要来选择。

    而对于用在信息服务领域的高性能计算集群，如百度、网游等行业，由于大多是I/O密集型应用，CPU的平均利用率较低，其负载在时间上存在严重不均衡的现象，比如晚上和白天的负载可能大相径庭。对此，邵宗有谈到，曙光目前正在开发基于VMware的虚拟机集群系统，“跟物理集群相比起来，由于一台物理机上面跑了多个虚拟机，在调节能耗时只需要关闭若干虚拟机，而不是整台物理机，因此调节的精度会更高。”

    除了针对IT设备本身的能耗控制，耗电量占整个机房一半的供电制冷等设备也同样关键，特别是要让UPS、空调和IT设备能够实现动态联动。邵宗有透露，目前曙光正在研发以热量跟踪为基础的功热换算模型，以更精细地控制空调电源等设备的功率与能耗。

高性能计算机节能评测与标准

    在高性能计算机节能测试和标准制定方面，早在2008年5月，高标委成立了中国高性能计算机节能评测实验室，挂靠在中国电子技术标准化研究所计量与检测中心，迄今已经开展了包括服务器能效、服务器效能、AMB（高速缓存芯片）节能芯片、节能评测方法等一系列研究工作。计量与检测中心主任项道才在会上也谈到，目前服务器效能的基本指标已经具备，下一步需要对不同领域进行细化；在能效测试方面，则会参照国际上SPECpower的设计思想，以TPC-C为负载，推出自己的测试工具，以对不同代或不同厂商的服务器进行能将测试。

    邵宗有谈到，将根据不同负载应用情况从三个方面入手，一是“定额连接负载”，评测实际使用环境下的能耗情况，这对于事务处理很有用；二是“高性能计算负载”，用国内一些关键应用如气象方面的Grapes、石油勘探方面的Geoeast国产软件的核心算法来评价各个领域高性能计算机的能耗评测，不一定要借助于国外的应用算法；三是开发一些评测软件，如悬浮负载，通过人为策略控制CPU的负载，评测不同负载情况下的能耗水平，以让能耗评测的标准更加合理。