刻不容缓 服务器节能技术综述

"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。

服务器节能技术有哪些

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。

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。

二、采购绿色服务器的几项要点

服务器节能，从技术上来说已经不是难题，但要真正推广，还需要政策引导和观念转变。用户在采购服务器时，要学会算账。往往服务器的电能消耗的成本，过几年后，会超过当初的机器本身的采购价格。因此，如何要采购到一台既节能环保，又满足应用需求的服务器，就十分重要了。

以下有几点采购建议，可供大家参考。

1. 避免"一次到位"的采购心理。采购服务器与购买普通家电不同，不可盲目追求高端产品。要与本公司的实际应用相匹配，且稍微留有余量。这里的余量指的是机器扩展性，而非硬件配置上的多余。一方面可避免一次性支出过大或盲目购买一些近期内利用率不高的系统产品，增加不必要浪费;另一方面服务器的产品生命周期一般是1~1.5年。在新品刚刚入市时，价格往往高的离谱。随后，会一路下行。因此，把握住这个价格规律，认清大势，对于采购服务器至关重要。

2. 价格不是越低越好。采购服务器追求的不是低价。尤其是一些绿色节能的服务器，价格往往会高出一些。比如采用低功耗的处理器L 5520，要比X 5620还要高。不过，从节省的功耗方面来计算，十几个月后，前期的高成本支付肯定会被摊低的能耗补偿回来。如果，再加上其他方面的节能技术，回报期将更为缩短。

3. 在选购服务器时，认清电源的功耗以及绿色标识同样重要。目前，最新一代的服务器电源大多超过"80 Plus Gold"高效率，有的则达到90以上Plus Gold。这就算是说，其电能的转换率必须达到80%以上。因此，这样的电源更加节能和高效。

4. 风扇的数量和性能是关键。绿色服务器很重要的一个指标是风扇的数量和风道设计。有的服务器多达4~5个风扇，如果在风扇上选择一些经过科学计算和合理设计后的风扇，数量虽少，但体积小、风扇转速快，能产生强大风压的风扇，这当然是首选了。如IBM的对转风扇的巧妙设计，HP的Active Cool风扇的设计理念。再加上，可根据服务器的负载自动调节风扇的技术设计，并让最节能的气流和最有效的散热通道来冷却需要的部件，有效减少了冷却能量消耗，与传统散热风扇相比，功耗可降低一半以上。

5. 选择带有节能技术的服务器。在服务器的关键节能部件上，不同的厂商会推出一些新的技术和概念。如HP Active Cool(主动散热)风扇、动态功率调整技术(DPS, Dynamic Power Saver)等。