从芯片开始 解决数据中心的"能源危机"

网络基础设施

交换机和路由器电源效率是通过吞吐量效率(Gbps/watt)测量的，对于大型数据中心，需要高密度，机架式交换机/路由器，其电源效率主要取决于设备背板的电源特性，除了提供线卡之间的物理连接外，背板还要为线卡和控制模块分配电力，对于耐腐蚀性的铜背板，电源效率主要与铜的电阻有关。例如，Force10 E系列交换机/路由器使用获得专利的4层，4盎司铜背板最小化电阻和电力消耗，因此，E系列背板自身的电源效率达到了4.5 Gbps/watt，图3显示了E1200交换机/路由器完整配置1000Base-T GbE端口，以线速运行，系统级电源效率为0.125 Gbps/watt(8瓦特/1000Base-T端口)。

同样，E1200全配置4端口10 GbE XFP线卡，以线速运行，系统级电源效率为0.12 Gbps/watt(83瓦特/10 GbE端口)。

E系列背板的高储备能力允许未来增加线卡端口密度，但电力预算却不用再增加了，这意味着系统级电源效率与端口密度紧密相关，例如，当GbE端口密度增加了一倍时，系统电源效率将也会增加近一倍。

超高密度、低功耗交换机/路由器可以提供运营商级的可靠性，如Force10 E系列可以通过两个方面减少数据中心电力消耗。

1)交换机合并

将大量低密度交换机合并进高密度具有冗余共享电源的大型交换机，有点类似于刀片服务器vs传统服务器，高密度也允许传统的接入，将聚合/分发层交换机合并到一层，Force10 E系列的可扩展性/密度通常可以让交换机按3：1的比例进行合并。通过合并消除接入层交换机，增加聚合交换机的接入能力，增加核心交换机的接入能力。

2)统一交换结构

随着智能以太网卡的出现，既减少了主机的网络延迟，又降低了CPU利用率，以太网完全有能力作为一个统一的或融合的交换结构，提供LAN连接，存储网络和跨数据中心的集群互联，使用统一的以太网架构，电力消耗会更低，因为每台服务器只需要一块网卡，并且也不需要增加额外的交换机。

虚拟数据中心

另一个减少数据中心电力消耗的方法是摆脱基于静态模型的专用物理资源，进而转向虚拟模型，每个应用程序都使用资源共享池，以满足工作要求，由于各种应用的业务高峰发生时间不同，共享资源模型可以使用更少的资源完成同样的工作，因此电力消耗也就会更少了。

服务器虚拟化结合自动化系统管理，加上统一以太网交换架构，朝虚拟化数据中心卖出了一大步，虚拟化数据中心对资源的利用追求最大化，最电力消耗追求最小化。

总结

到目前为止，IT人员通常关心的还是计算能力和存储容量，对电力和制冷关注度远远不够，但据以太网联盟的消息，在美国，低效网络每年将会浪费$450m，或5.8 TW-h，而放大到全世界，浪费的可能有3倍多。

为了解决网络电源效率，IEEE已经决定成立一个研究小组，专门研究以太网电源效率标准，该工作组将努力确保在正常使用情况下实现最高的效率，开发设计能耗更低的网络设备标准。

除了行业联盟和标准的努力外，目前也有大量的技术和策略让数据中心管理人员可以改善现有数据中心的电源效率，同时为新数据中心设计优化电力和制冷。在数据中心每一层都关心电源效率指标和省电措施，最大限度减少物理设备的成本，以及日常电费开支，因为电力成本已经是TCO和IT预算的一个重要组成部分。
来源：比特网

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