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服务器绿色节能之技术综述篇(图)

  【IT168 专稿】  "绿色"是各行业的期盼,IT业更不例外。一项统计显示,全球服务器装机量在3800万台左右,每年所消耗的电力费用是所购买服务器费用的50%左右,大概为320亿美元。目前,中国服务器保有量大概280~300万台,每台服务器3年所消耗的电力成本会超过购买时的价格。这样一个大的用户群所消耗的成本,已占到IT业运营成本的30%~50%。事实告诉我们,对于计算机节能降耗的考虑已到刻不容缓的地步。

  一、服务器节能技术有哪些?

  在能源紧张的大环境下,服务器电能利用率、效率的低下与IT架构的新一轮成长之间的矛盾更加突出。细数近些年,服务器节能技术频出,尤其是厂商在不遗余力的推出各种技术解决方案。

  1.首先,分析一下,服务器最大的能耗来自哪里。调查显示,最大的损耗来自芯片,单颗至强处理器的功耗在80W、95W,有的达130W(如至强W5580)。芯片厂商一改之前提高运算速度的策略,转而增加内核数。即采用多核的X86芯片技术提升处理能力,从而降低芯片数量的增加。

  因此,在短短两年内,我们见证了处理器从4核、过渡到6核、再到8核,直至12核心的飞速发展。同时,低功耗的至强处理器不断被推出,如L5520、L5506(60W)。紧接着,服务器整机生产厂商纷纷推出各种"新鲜"的绿色产品。与以往服务器相比,当前的服务器无论在性能、计算能力都可"以一当十"。当然,能耗有几倍的降低。

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  不仅如此,在硬盘、风扇、电源等配件上,节能技术屡有突破。电源方面:服务器厂商采用超过"80 Plus Gold"的高效电源。如戴尔采用 Energy Smart(智能节能)技术,可在性能增加的同时降低能耗。节能设计功能包括大小合乎系统需求的高效率电源供应器、更高的系统设计效率、策略导向的电源与散热管理。

  风扇方面:IBM 引入了高效率的双段式对转风扇,它比传统的风扇设计更为节能,并互抵消了旋转所产生的单向振动,从而减少了服务器机机身的共振,再配合 IBM 独有的高度计设计,可以保证在海拔高的地区,仍能保证充足的空气流通量。

  在硬盘方面,机架服务器更多采用的是HDD 2.5英寸小硬盘,相比3.5寸大硬盘,有近一半电能的节省。不仅如此,SSD(固态硬盘)开始在服务器中亮相,与普通HDD硬盘相比,具有功耗低、稳定性好、运行速度快等特点。在能耗上,SSD硬盘的能耗仅有3~4W,如英特尔X25-E Extreme SSD(工作负载2.4W,闲置状态0.06W),要比HDD(15~17W)低4/5。

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  2. 虚拟化技术的创新和采用。用虚拟化技术可以把多台服务器集约化成一个虚拟化服务器平台,这大大地提高了服务器的利用效率,也极大降低了能源消耗。虚拟化能够帮助服务器有效逻辑整合,合理控制硬件规模,提高服务器资源利用率,提高服务器CPU运行效率。比如,利用VMware虚拟技术可将每个服务器的平均利用率从7%提高到60%~80%,从而便可降低70%~80%的运营成本。

  3. 刀片机的问世使服务器的架构设计向前迈进了一步。相对于传统的机架服务器,刀片服务器的功耗要低得多。这是因为刀片服务器上每个刀片模组共用电源、散热、网络等功能,相较于使用一般机架式服务器可以节省空间与电力成本,乃至空调成本。但多达几十台刀片同时集中在一个机柜中,会出现局部过热的问题,这也带来了通风散热的风险,反而会增大机柜的冷却成本,增加用于制冷上的能耗。因此,刀片的集中化应用,到底利弊如何,站在不同的量化基础上,用户会有不同的取舍。

  4. 服务器定制化的兴起,为节能能耗开辟一条新的途径。随着云计算市场的逐步扩大,从构建的角度上来看,许多企业应用者更倾向于购买定制化的英特尔x86服务器。而这种服务器系统往往会在冗余设备,如电源、风扇、存储上下功夫,以此来达到节省电力成本的目标。如像谷歌这样的公司,即便是如果每台服务器减少一个USB端口,所有谷歌服务器就可能减少500万美元的支出。

  稍作总结,芯片巨头和服务器厂商,以及一些配件厂商开始降低服务器的能耗,主要从芯片节能技术、软件调度和管理技术和服务器的整合三个方面进行改进。

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