服务器效率：利用工作负荷调整能源使用

今天春，英特尔推出了其最新的XeonE5-2600系列服务器微处理器。当然，这一系列的微处理器的性能足以再次刷新纪录。为什么能源比例在XeonE5-2600系列能源高效性能中的作用很重要？由Google公司的电脑工程师路易斯•安德烈•巴罗索和乌尔斯•霍尔茨早在2007年发表的文章中指出，大多数服务器运行小于高峰工作量，因此其效率远低于理论最佳状态。

高能效表现

使服务器的能源使用情况与工作量成正比例，能够大大提高常见的数据中心工作负载的效率。作者指出服务器的闲置功耗是其满载效率的10％，大于80％的满载效率30％以上的使用率。更大的比例意味着更大的实际工作量的效率。

那么，我们如何做呢？让我们来看看发表在SPECPower_ssj2008数据的趋势吧。下面的第一副图表显示SPECpower数据中各系统的代表特定的配置和测试条件下，不同世代系列处理器的演变情况：

如何分析这一图表？系统工作量绘制沿X轴（从闲置到100％负载的系统容量）；沿Y轴绘制系统电源。每台服务器的曲线遵循一个直观的进展；系统工作量的增加，用电量相应增加。增加的程度与相关系统成比例。需要注意的是更高的性能的图表展示是在右边，低功率下降，因此右下角显示的是更高的效率。

一代又一代的逐步提高性能

从上图中，我们可以明显看出的是每一代的连续峰值性能都在不断增加。获得“高峰期”能源效率与系统性能的增加有相应内在联系。这被俗称为“摩尔定律”。注意，这些系统的峰值功率是相对恒定在250瓦。

然而，该图显示额外的低功率利用率低，即通过在数据中心的实际工作量提供更高的能源效率来实现“能源的比例。”假设每个系统在运行中等负荷，平均功率从2006年的超过200瓦下降至2012年的120瓦。净功率减少了约40%美元，假设能源成本为0.10/kwh，PUE的值为2，运行成本每年节省约150美元。此外，工作输出能力，负载增加了10倍。

值得一提的是，大转变往往在这时容易发生。你可以从下面的图看到，其着眼于扩大能源使用对系统的工作量的相对峰值。不用考虑细节，这种改善是可以理解的，就类似于离开房间时“关灯”一样，实现工作量比例。这是对架构而言。

这几代架构产品的改善是为了提高效率，通过由SPECPower测量，其效果要优于单纯的提高性能。如上面第一幅插图所示，性能的年均复合增长率（SPECPower测量其工作量为100％）增加了45％，同时效率的复合年增长率则增加了60％。。“优于线性”缩放是多个处理器技术相互作用的结果。

总之，使用SPECpower度量，双插座容量服务器已取得显着的进步，能源效率复合年增长率达到60％左右。自2008年以来，该测试每SPECpower基准的结果性能提高了近10倍，而能源使用已经下降了40％。这便是节能性能！

本文作者温斯顿?桑德斯已经在英特尔的制造和产品部门工作了近二十年。自2006年以来，他一直负责倡导服务器和数据中心提高效率的措施。温斯顿毕业于加州大学伯克利分校和华盛

这使我们回到巴罗索和霍尔茨在2007年提出的模型。我们应该怎么做呢？比较最近由富士通公布的模型与谷歌团队的模型，显示我们距离电源管理还有多远。

尽管富士通/Xeon系统并不完全实现了10％的模型闲置功率调整，通过30％的相对工作量在单位模型内的效率数百分比。值得注意的是，富士通/Xeon系统40％以上的利用率，超过目标顿大学。你可以在Twitter上关注他“WinstononEnergy”。

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