服务器节能技术范文

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关键词低碳生活；电子设备；节能分析

中图分类号TB文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0138-01

所谓“低碳生活（low-carbon life）”就是把生活作息时间中所耗用的能量尽量减少，从而减低二氧化碳的排放量。在电子设备使用过程中，除了产品本身的有害物质外，IT产品在使用中消耗的大量电能更是制造环境负面影响的“隐形杀手”。

1电能消耗，看不见的设备成本

随着国民经济的迅速发展，电力短缺的形势日趋严峻，创建“低碳生活”已经成为了当前社会的共识。从节能减排到低碳经济，对电子设备的节能提出了更高的要求。节约能源，降低成本已成为任何一个行业增收节支的重要环节。有数据显示，仅在全国每年财政能源消耗中，有50%是IT产品能源消耗。在各种IT产品的能耗排名中，电脑主机高居榜首。

据预测，在未来数年，随着IT设备数量增长、机房密度不断提高、应用系统的普及，无疑会带来大量的电能消耗。以美国各行业电能消耗排名为例，服务器和数据中心电能消耗排在所有行业的第6位，能耗占比2%。当前很多企业管理层，往往只关注到IT设备数量的增长，忽视了电能的消耗。实际上，伴随着IT设备的增幅，电能消耗也呈现快速增长的态势。统计结果表明，未来5年中电子设备的能耗可能翻一番。

2电能量化，细分电子设备能耗

如何实时地监测到电脑各个主要部件耗电情况（可参阅鲁大师。它是一款优秀的节能软件），可使用软件方式通过设置为节能模式，看到实际节约的电量。

据统计：台式计算机均耗待机31 W、最大为257 W。打印机均耗待机24 W、最大为324 W。笔记本电脑均耗待机9.4 W、最大为

222 W。服务器均耗待机40 W、最大为188 W。以某单位为例：台式计算机250台、打印机89台、笔记本电脑110台、服务器21台匡算，所有电子设备每小时待机耗能11 760 W、最大121 454 W，平均为127 334 W（即127 kW）。假设所有设备一天开8小时，耗电1 016度，如果一度电按0.85元计算，一天就是863.6元，一月（按30天）就是25908元，一年至少需要30多万元。

3科学管理，营造良好的用电环境

3.1养成科学节能的理念

俗话说：知己知彼，百战不殆。要知道电子设备耗能，首先应对每台电子设备的耗能情况了如指掌。其次科学合理的分配电量，有效控制无效能耗。第三采用先进的节能技术，使设备能耗更加绿色化、节能化。国外有一个非常著名的机构提出了PUE的概念，其中提到了数据中心测量的建议。如何得到真实的动态PUE的值，不仅仅只知道一台UPS值，还要知道IT设备本身单台服务器的耗电量是多少，而且需要了解是一个持续变化的值。目前，PUE已经成为国际上比较通行的数据中心使用效率的衡量指标。国际上先进的机房PUE可达1.7，而我国的PUE平均值为2.5左右，特别是中小规模的机房普遍为3左右。

3.2采购节能认证的设备

在设备采购选型时考虑选择节能性设备，从源头上最大限度的节约用电。IT产品中最大的绿色节能领域，在选购显示器时认清具有能源之星5.0标准的85PLUS以上的电源，可以保证电源在任何负载下都能够发挥85%以上的使用能效。台式机的节能主要技术是CPU的节能和主板的节能，如CPU节能技术主要包括C1E节能（增强型深度休眠技术）、Intel EIST技术（增强型电源管理技术）、AMD Cool N’ Quiet技术等，主板节能技术主要包括华硕EPU节能技术、技嘉DES和EES节能技术、微星DrMOS技术、映泰G.P.U节能技术、梅捷3E节能技术等。另外，服务器节能可采用刀片式服务器，发挥虚拟化在节能方面的潜力，一是提高虚拟服务器对物理服务器的整体比例，二是最大限度地提高虚拟机与物理主机之比和利用率。激光打印机的功耗主要是运行功耗和待机功耗，在实际选购时更应该首先考虑待机功耗低的产品。

3.3良好的设备使用习惯

1）合理设置待机时间。以Windows XP为例，可在控制面板的电源选项中设置经过多长时间进入系统待机状态，一般来讲可以设在半个小时到一个小时左右。若未对电脑进行任何操作，就会自动进入待机状态。如果预计暂停时间小于1小时，建议将电脑置于待机；如果暂停时间大于1小时，最好彻底关机。

2）平时用完电脑后要正常关机，并拔下电源插头或关闭电源接线板上的开关，逐步养成这种彻底断电的习惯，而不要让其处于通电状态。据测试，电脑在关机之后，如果未将电源插头拔出，仍然会有约4.8 W的能耗。

3）降低显示器亮度在做文字编辑时，将背景调暗些，节能的同时还可以保护视力，减轻眼睛的疲劳强度，当电脑在播放音频文件时，可以彻底关闭显示器。

4）对于不用的外设如音箱、打印机、暂时不用的光驱，网卡、外设接口等最好是在BIOS里将它们屏蔽，同样达到节能的目的。

5）运用草稿模式节省打印机耗电。在打印非正式文稿时，可将标准打印模式改为草稿打印机模式。这种方法省墨30%以上，同时可提高打印速度，节约电能。

6）淘汰发热量大、效率低的电子设备，在安全条件允许的前提下，按照最节能的方式合理调整设备工作负荷度。

参考文献

[1]节能减排:低碳经济的必由之路.山东教育出版社.

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[关键词] 绿色数据中心； 能耗； PUE； DCiE

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 02. 058

[中图分类号] TP391 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）02- 0111- 03

1 前 言

1.1 数据中心能耗结构

据美国环境保护署的报告，典型的数据中心能耗分布为：数据中心的网络设备（服务器，网络通信与交换，存储器等）的能耗占数据中心总能耗的50%～52%；机房空调系统占数据中心总能耗的38%～40%；供电及辅助照明等系统的能耗占数据中心总能耗的8%～10%[1]。

1.2 PUE和DCiE能效模型

2007年2月，绿色网格组织（Green Grid）制定了数据中心的能效比指标，分别叫PUE和DCiE。 PUE即能量使用效率，是Power Usage Effectiveness的简写，是评价数据中心能源效率的一个指标，PUE：数据中心总设备能耗/IT设备能耗，PUE是一个比率，基准是2，越接近1表明数据中心能效水平越高。DCiE即数据中心基础设施效率，是Data Center Infrastructure Effectiveness的简写。其值是PUE的倒数。DCiE=IT设备能耗/数据中心总设备能耗 × 100%[2]。

数据中心典型的PUE 和DCiE曲线如图2。

数据中心总能耗 = 制冷用电负荷 + 供配电能耗 + IT 设备能耗，Total Facility Power = Cooling Load + Power Equipment Loss + IT Equipment Load， 所以PUE 指标分解为：

CLF 就代表在每W IT负载上消耗的制冷用电量，而 PLF 就代表在每W IT负载上供电系统的损耗，1.0则永远不会变，因为这是 IT 负载和自己的比率。这样，就可通过一些子指标来定量表征数据中心能效模型[3]。

2 数据中心节能技术研究

基于上述PUE 模型，将从以下3方面进行研究： ① IT 设备节能研究； ② 供电系统的节能研究； ③ 制冷系统节能研究。

2.1 IT设备绿色节能技术研究

数据中心IT设备是能耗大户。以服务器为例，服务器最大的能耗来自芯片，单颗Intel至强处理器的功耗为80～95 W，有的达130 W。基于X86服务器环境中，Windows和Linux服务器利用率一般低于CPU资源的15%；很多UNIX服务器只利用了15%～25%；这意味着服务器有75%～90%的时间在消耗电源和冷却资源，却不完成任何工作。

针对服务器能耗及利用率低下的问题，厂商不仅在自身产品节能优化上下功夫，同时，兼顾新技术的推广应用。

2.1.1 自身产品节能技术屡有突破

（1） 芯片方面，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，在短短几年时间里，我们见证了处理器从2核、4核、6核、8核，直至12核的飞速发展。

（2） 电源方面，服务器厂商采用高效电源。如戴尔采用智能节能技术，可在性能增加的同时降低能耗。

（3） 风扇方面，IBM引入高效率的双段式对转风扇，比传统的风扇设计节能40%。

（4） 在硬盘方面，机架服务器更多采用的是HDD2.5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，固态硬盘开始在服务器中亮相，与普通HDD硬盘相比，在能耗上，固态硬盘的能耗比HDD硬盘低4/5。

2.1.2 新技术的推广应用

虚拟化技术使多个服务器上的工作负载合并到单个服务器上，使服务器利用率提高到50%～70%，并且潜在地以削减的成本在X86和UNIX服务器上完成4～6倍的工作。服务器整机生产厂商纷纷推出各种“绿色”产品与以往服务器相比，当前的服务器无论在性能、计算能力上都可“以一当十”，而能耗在不断降低。

除服务器外，还有网络设备、存储设备等，都有相应的虚拟化等新技术支持。

2.2 供电系统的节能研究

一项针对CIO的调查显示，UPS系统实际运行的负载情况都是在30%左右，目前数据中心面临着低效率运行的问题。图4为传统UPS在不同负载百分比情况下的效率示意图。

针对UPS电源系统运行现状，高可靠性、可用性及高适应性能力，保护环境及节能降耗等多维度考虑。在UPS系统设计规划时应从以下3方面予以考虑：

（1） 提高UPS的效率：提高UPS效率有两个方向。一个方向是提高UPS的最佳负载下的转换效率，一个是提高UPS在低负载下的转换效率。前者，业界的主流供应商正在努力把转换效率由88%提高到92%，未来要提高到96%。后者是一种隐形效率。

（2） UPS虚拟运行技术：这是一种配合虚拟运算的UPS运行管理技术。采用UPS虚拟运行技术，在低负载下，UPS组供电系统只保持少数UPS给负载供电，将其余UPS与服务器同步休眠，以此减少低负载下的UPS组的能耗。

（3） 改变服务器的供电方式：在数据中心以直流供电系统取代交流供电系统已有多年的探索。业界流传的教条是直流比交流节能。其理论根据是直流电源比UPS的电能转换环节少，因此节能。

2.3 制冷系统的节能研究

机房空调制冷系统对安全稳定运行起着不可或缺的作用，且空调能效因子（CLF）是PUE值中权重最大的因子，因此空调系统的节能就是降低PUE值最重要的方向。空调系统节能方面有7个方向可以研究[4]：

（1） 发展高能效机房空调：目前国内已经有了家用空调的能效标准，由低到高设定了5级能效标准，1代表能耗最低，5代表能耗最高。机房空调行业目前尚没有相应的节能等级标准，但国家相关部门已经开始着手制定，预计近年内将会进行颁布。

（2） 机房空调虚拟运行技术：服务器的虚拟运算有一项技术就是在运算低谷期将运算业务集中到少数服务器上进行运算而将其余服务器进行休眠来降低能耗。但这种节能方式需要机房空调的虚拟化运行配合才能让数据中心整体节能。

（3） 机房冷热气流隔离技术：该技术是通过保证空调的出、回风不混合，使机组的蒸发温度提高，从而提高了整个机组的能效。

（4） 高热密度解决空调方案：是一种通过将终端靠近IT设备热源的空调设计技术，由于其采用了提高回风温度、100%显热、低能耗风扇和缩短送风距离等技术来大大降低了空调的运行能耗。主要是用于服务器机架热密度超过5 kW/机柜的数据中心。

（5） 机架式空调技术：是一种将服务器机柜与机房空气实行完全隔离，实行机柜里制冷的一种空调设计技术。该技术最大限度地提高了冷热交换效率，大大地缩短了空调送风距离，从而最大限度地降低了PUE空调能效因子系数。

（6） 多冷媒利用技术：这是一种能采用自然冷媒摄取室外低温，从而降低空调能耗的技术方案，统称Free Cooling。自然冷媒包括风和水以及制冷剂等，最常用于室外低温的利用的方案是直接新风方式。

（7） 可再生能源空调：太阳能空调是未来主要的可再生能源发展方向。这是一种零碳排量的空调技术，它的应用速度取决于光伏材料效率提高和成本降低的速度。

3 某数据中心节能分析应用实例

某数据中心机房共3层。1楼能源中心机房，2～3楼为IT设备机房，楼顶为空调冷却系统。IT设备采用不间断电源系统供电，其中交流不间断电源共有8台UPS，直流不间断电源并机；共有2台通信电源；经测算结果：IT设备能耗为：881.68 kW；机房制冷系统能耗为：591.14 kW；UPS/通信电源供配电及照明、门禁、消防等辅助系统能耗为196.96 kW。由PUE模型分解公式：

总能耗 = IT设备能耗 + 空调制冷系统能耗 + 供配电及其他辅助系统能耗 = 881.68 + 591.14 + 196.96 = 1 669.78（kW）；

PUE = ■ = ■ = 1.89；

DCiE = ■ = ■ = 52.9%；

空调能耗因子（CLF） = 0.66；供配电等其他能耗因子（PLF） = 0.22；

综上，该机房PUE值为1.9，相对于国内同行业，属于节能型机房。类比于国际先进机房（PUE值区间为1.6～1.8；空调能效因子（CLF）在0.45左右；供配电系统的能效因子（PLF）在0.11左右。）因此，各方面能耗有进一步提升的潜力。

4 结 论

PUE/DCiE指标模型为数据中心节能提供了基本方法和考核指标。数据中心节能必须建立PUE值检测和改善的长效机制，采用PDCA质量管理循环机制进行客观评价，使数据中心节能降耗走上良性循环之路。

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效能（productivity）是在相当长的时期内影响服务器技术走向的核心要素，它以用户的投入和有效产出比为衡量标准，比以前的核心要素――性能、总拥有成本、效率都更加科学和符合用户利益。我们总结出的2007年用户可以得到的服务器的技术发展趋势可用8个关键词来形容: “多核、刀片、节能、效用、监控管理、HPC标准、可重构、流式结构”，按前后顺序，其中一项是基础技术、五项是产品技术、二项是新型技术，在这里与业内人士共享。

一、 多核成为服务器处理器的主旋律

当桌面应用还在为多核时代的迅速到来而不知所措，厂商和用户都匆匆忙忙地寻找能有效利用四个以上CPU核的杀手锏应用的时候，服务器由于天生的并行性已经在充分享用多核大餐了。Intel Xeon Clovertown四核芯片提前上市，随后的Intel Xeon Tigerton 、AMD Barcelona、Intel Dunnington等众多四核、八核服务器CPU即将在2007年登场亮相，Intel新年伊始就迫不及待而兴奋地宣传它的80核芯片，Sun公司的Rock多核CPU、IBM的下一代通用Cell也跃跃欲动，都揭示着服务器处理器技术发展的主旋律是多核。多核也使得以前需要32颗CPU的小型机应用的门槛进一步降低，国产品牌服务器用于核心业务的机会大大增加了。除了同构多核外，以IBM Cell为典型代表的由一个或数个通用处理器核和数量较多的协处理器核组成的异构多核芯片，也开始进入成熟应用。2007年，伴随编译器技术、代码优化分析工具、编程语言的不断完善，相关HT、FSB总线接口的开放，多核及异构多核必将成为服务器处理器技术的主流。

二、刀片式服务器步入泛应用期

刀片式服务器技术已经进入成熟期，虽然配置上7U、10U或19U、双核或四核、双路或四路、AMD Opteron或Intel Xeon，使服务器显得更多种多样，但在技术进步上集中于以下几个方面: 第一，更为灵活有效的远程监控，如KVM over IP、远程部件上下电管理; 第二，更智能的系统管理，如动态功率管理、智能冷却管理; 第三，更简单易用的维护手段，如集成共享的USB设备、虚拟USB设备的远程连接、远程系统部署; 第四，更高程度的部件耦合，如存储、交换、KVM部件都能融合在刀片服务器内; 第五，更灵活的扩展度，如支持I/O扩展和网络扩展。刀片式服务器已广泛应用于电信、金融、教育、企业数据中心等诸多核心业务领域。“谁家玉笛暗飞声，散入春风满洛城”， 刀片式服务器泛应用期将在2007年拉开帷幕。

三、服务器节能技术趋于成熟

能耗和散热的限制是发展多核技术的初始动机，节能逐渐成为了服务器技术的关键词，在2007年服务器节能技术将趋于成熟。在芯片级的节能技术方面，如Intel 的 EIST、AMD 的PowerNow!、IBM的高热传导界面芯片冷却技术的基础之上，服务器将融合系统级节能技术，如提高电源使用效率; 基于负载情况动态调整节点状态; 根据不同用户进程能耗的不同进行CPU任务队列的调度，将一些产生较多热量的任务从温度较高的CPU上迁移到温度较低的CPU上; 液体冷却、智能温控风扇等基础架构技术，从而提供从芯片到服务器系统架构全方位、自适应的节能管理。

四、效用服务器浮出水面

效用（utility）是借用了水、电等生活基础设施的供给模式的一种新型信息资源应用模式，效用服务器的理念就是对服务器及其附属资源集中管理、虚拟化供给，按照用户的需求动态地提供服务。虚拟化技术是效用服务器的核心技术之一，相应的产品众多，如IBM 虚拟计算引擎VE，HP 虚拟服务器环境VSE，VMware、Xen等虚拟机产品，Egenera、Opsware公司虚拟资源管理产品，BEA WebLogic、CA等虚拟应用服务器，EMC等存储虚拟化产品。此外，自适应作业调度、负载均衡等技术也为2007年效用服务器的出台打下坚实的基础。基于计算能力、存储能力、I/O能力、及其他全局物理资源的虚拟化，效用服务器可望满足未来信息服务的扁平化趋势，为用户提供按需服务。

五、服务器监控管理大融合

当前不同服务器厂商均提供独立的服务器监控管理工具，如IBM Tivoli、HP Openview、Dell OpenManage、曙光DCMM II，由此在企业的数据中心中无法统一地对不同厂商的服务器进行监控、管理、报警、配置。2007年，服务器监控管理大融合将成为趋势。一方面，要实现KVM监控、性能监控、安全监控、告警监控、角色管理和权限认证的统一和融合，另一方面，要克服广域网的地域性和数据资源的局部性，为系统管理员提供基于层次结构的全局资源统一视图。这种监控管理的大融合要具备可扩展性、集成性、可靠性和易用性，基于统一的集中式监控管理平台，提供对不同品牌服务器的服务器监控管理工具的集成接口，从而实现同时对各类服务器进行全局资源监控和管理。

六、高性能计算机标准加速研制

高性能计算机技术经历了SMP、MPP、Cluster等体系结构的发展，当前正处在技术成熟期，以刀片式机群为最新代表的各种高性能计算机产品正活跃在日益广阔的应用舞台上。高性能计算机的新技术正处在爆发的前夜，我们相信在2008年将会出现在一些创新产品中。高性能计算机已经完成了从贵族化到平民化的过程，要从平民化发展到普及化，则依赖于高性能计算机标准的建立和降低成本、易管易用技术的发展。因此，加快高性能计算机标准的研制，从应用的制高点把握未来高性能计算机的发展已成为各个服务器厂商心照不宣的秘密。无论是IBM和Intel的BladeCenter联盟、HP和DELL的企业高性能计算机标准规范，还是中国高性能计算机标准委员会，都让我们闻到了2007年高性能计算机领域标准比拼的十足火药味，我们将拭目以待！

七、可重构计算显露身手

每当以所有应用为目标的通用计算遇到巨大瓶颈时，面向特定应用的专用计算，或根据应用特性的不同能够自我调节计算模型的可重构计算，就有了市场。面向特定应用的专用计算平台包括，以多媒体应用为目标的IBM Cell，以科学计算应用为目标的向量处理器，以大规模并行应用为目标的ClearSpeed、IBM等公司的“众核”（many-core）处理器。可重构计算能够以较低的硬件复杂度实现指令、数据及线程级的并行，并且可以按需而变，FPGA（现场可编程门阵列）的发展为这一技术路线提供了强有力的支撑。当前，虽然基于FPGA的可重构计算的广泛应用尚存在应用面窄、需要进一步提升不同算法硬件实现效率、编程工具缺乏等诸多问题，但随着不断提升的FPGA硅晶体尺寸和速度、编译技术的不断改进、AMD Torenza 协处理平台的推动、Intel前端总线系统架构的开放等有利因素的出现，可重构计算在计算密集型应用中具有较大的性能/功耗、性能/价格优势。2007年我们期待在IBM、SUN、Cray、Mitrionics、Celoxic等公司的推波助澜下，基于可重构计算的高性能计算机能有更加成熟的应用，并能抓住最好的应用时机。

八、流式结构来日方长

多核技术使得摩尔定律能够继续下去，但是进一步加剧了存储壁垒（memory wall），流式结构（streaming computing）是多核技术一种形式，通过让数据在计算部件之间流动，减少与存储器之间的数据交换，可以有效地提升高性能计算机系统的计算/通信比。过去几年，流式结构的高性能计算机在生命科学、地震模拟、商业计算等领域都有着可圈可点的成功应用。AMD基于CTM接口的流式处理器的，以及GraphStream公司、Rackable Systems公司、PANTA Systems公司基于流式结构的服务器的出炉，让我们有充分理由相信在2007年流式结构在科学计算、商业计算以及信息服务中将有着更为广泛的应用空间。岁月悠悠，流式结构来日方长。（作者单位：中国科学院计算技术研究所）

作者简介

孙凝晖，现任国家智能计算机研究开发中心主任，研究员，博士生导师。

自1992年以来一直从事高性能计算机的科研工作。参加曙光一号SMP系统、曙光1000MPP系统、曙光2000-I、曙光2000―II，曙光3000 、曙光4000-L，曙光4000-A机群系统等高性能计算机的研制工作，从曙光2000―II开始担任项目负责人和曙光高性能计算机的总体设计师。

因曙光一号，获国家科技进步二等奖；曙光1000，国家科技进步一等奖；曙光2000，国家科技进步二等奖；曙光3000，国家科技进步二等奖。2001年起享受国务院政府特殊津贴。

链接:为服务器锦上添花

x86架构挑战传统小型机

x86架构处理器的发展、Linux、Open Solaris、Windows等操作系统对8～32路x86架构SMP服务器的进一步支持（尤其是在可靠性、稳定性等方面的进一步提升）以及中间件技术和企业大型应用的平台无关性趋势日益明显，2007年，基于开放和标准的64位x86架构多路SMP服务器，将能够在信息化建设的关键应用领域挑战传统小型机，这有望实现低成本的信息化。

虚拟技术蓄势待发

虚拟化技术改变了原有的主机系统资源利用率低的问题，它能够把服务器分成几个分区，同时运行几个不同的操作系统和应用程序，从而更充分地发挥服务器的性能。纵观这个领域的发展，微软的Virtual Server、Vmware的Vmware ESX Server、Xensource的Xen、IBM的Hypervisor技术、英特尔的Vanderpool和Silvervale、AMD的Pacifica、Sun的Solaris Zone、HP的三层虚拟化规范等一系列虚拟化技术和产品，使业界有理由相信虚拟化技术在2007年将在系统、网络及应用级全面发展，带来更高性能的部件及系统级利用率，带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境，以及更为简洁、统一的服务器资源分配管理模式。

“Fully-buffer DIMM” VS “DDR2”

对于DDR2内存，大家已经不再陌生，2006年AMD在其Socket F系列CPU内集成了支持DDR2内存控制器。从目前的实测数据来看，其性能提升还是很明显的，内存带宽大概是DDR的两倍。Intel双核平台将全部支持Fully-buffer DIMM（简称FBD）内存，它是一种串行传输技术，可以提升内存的容量和传输带宽。而DDR2因为并行传输中短线连接的匹配问题，在支持高速内存时存在着限制。由于串行的使用，所需连线减少，从而简化了主板的布线和PCB的层数。然而，FBD内存的所有串行传输控制都是通过内存中间的一颗AMB（高速内存缓冲）芯片控制的，平均一条内存的功耗在15W左右，而FBD的内存带宽是和环境温度密切相关的。功耗和散热对FBD来说是一个严峻考验，如果这两个问题不能彻底解决，FBD理论上的高带宽和高容量是无法实现的。

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设计出众,屡获殊荣

工艺成熟和人性化设计是戴尔机架式服务器在产品设计上的一贯优势。此次第十一代机架式服务器的推出,戴尔继续延续了这一优势,并且在产品的很多细节上做了大量的改进。具体而言,戴尔第十一代机架式服务器依然具有杰出的系统通用性,用户只要熟悉其中任一款产品,就能轻松地学会管理整个系列的产品。这种高通用性还体现在映像管理上――用户只需拥有少数几个系统映像,就能管理和恢复所有的新一代机架式服务器。在继续保持传统优势的基础上,戴尔对第十一代机架式服务器的很多部件,具体包括机箱、滑轨、线缆管理支架、硬盘托架、闩锁装置、液晶指示屏和系统管理模块等,都进行了优化。其别值得一提的是,戴尔在第十一代机架式服务器的主板上集成了生命周期控制器(LifeCycle Controller,LC),用户只需利用这一个部件,就能轻松完成设置RAID、部署固件、划分硬盘和安装驱动程序等一系列繁杂的工作,可一举节省45%的系统部署时间。

戴尔第十一代机架式服务器在产品设计上的一系列改进得到了业界的高度认可,很多权威机构纷纷对戴尔的第十一代机架式服务器予以肯定,比如就在最近,戴尔PowerEdge R610和R710两款机架服务器便同时荣获了2009年德国iF产品设计大奖。

高效的节能技术

戴尔第十一代机架服务器的领先之处不仅限于产品设计上,它们还有很多能够给用户带来实实在在利益的亮点,高效的节能技术就是其中之一。戴尔第十一代机架服务器采用了先进的智能节能(Energy Smart)技术和部件,具体包括可根据系统要求而优化的高效电源单元、更高的系统级设计效率,以及策略驱动的电源和散热管理等,这些先进的技术和部件可显著降低产品的功耗并提升产品的性能。2009年3月30日的SPECpower_ssj2008测试结果表明,戴尔第十一代机架服务器有望在业界达到极高的性能功耗比。

很“虚拟” 很强大

以往每次服务器新产品问世,用户关注的是它们在性能上有多大程度的提高,毕竟性能意味着生产力。而当今的用户在面对一款服务器新品时,除了一如既往地关注它本身的计算性能外,同时还愈发关注它对虚拟化的支持能力,因为虚拟化正在以惊人的速度走向普及。

在单机性能和对虚拟化的支持方面,戴尔第十一代机架服务器毫不含糊,可以用很”虚拟”很强大来概括。首先在性能上,戴尔第十一代机架服务器引入了英特尔先进Nehalem架构,与前代服务器相比,性能提升高达50%;其次在虚拟化方面,戴尔第十一代机架服务器内存空间扩大了125%,并集成了更多I/O,这让它们能够部署和运行更多的虚拟机。

戴尔第十一代机架服务器对虚拟化的支持还体现在配套的软件和存储设备方面。在软件方面,戴尔第十一代机架服务器采用嵌入式管理程序,借助VMware、Citrix和Microsoft的管理程序,客户可以更快捷地部署虚拟系统;在存储方面,Dell EqualLogic磁盘阵列提供强大的虚拟池功能,可为前端服务器提供无缝的存储支持。测试显示,与竞争厂商的机架式服务器和存储设备相比,戴尔PowerEdge R710服务器和EqualLogic存储设备所支持的Microsoft Exchange 2007虚拟机器数量可多出25%。

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硬盘修复d表示表示服务器响应时间较长。

硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁磁性材料。硬盘有固态硬盘，机械硬盘，混合硬盘。SSD采用闪存颗粒来存储，HDD采用磁性碟片来存储，混合硬盘是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。

磁头复位节能技术:通过在闲时对磁头的复位来节能。

多磁头技术通过在同一碟片上增加多个磁头同时的读或写来为硬盘提速，或同时在多碟片同时利用磁头来读或写来为磁盘提速，多用于服务器和数据库中心。

（来源：文章屋网 ）

篇7

当今年3月英特尔新一代至强处理器5600时,几家企业随即推出基于其上的x86服务器。虽然3个多月过去了,但用户还没有见到真正的产品。不过,至强5600所引发的x86服务器的更新换代虽然刚刚开始,却一发不可收拾。

6月7日,惠普正式推出第七代ProLiant服务器,包括基于至强5600的HP ProLiant DL360 G7和DL380 G7、基于AMD处理器器的DL165 G7和DL385 G7,以及满足用户特定需求的定制服务器SL165z G7。这些服务器产品现在都可以直接向用户供货。同时为了配合第七代ProLiant服务器,惠普还推出了服务器管理软件套件以及包括第三代远程控制平台iLO3等在内的众多新技术,改善整个服务器生命周期的系统运行情况,并提升效率。

惠普工业标准服务器产品部总经理萧建生认为,G7包括两个产品系列,一个是基于英特尔至强平台,新产品可以从G6直接转换到G7,原则上,G6和G7都可以支持至强5600和5500;另一个是基于AMD平台的产品,该系列G7产品采用了新的结构,是彻底的更新换代产品,基于AMD处理器的G6产品会逐渐转移到G7。

中国惠普工业标准服务器产品部产品市场总监刘宏程表示,G7的服务器都采用了iLO3。iLO3远程控制台速度比上一代版本提升了8倍,并发响应远程故障处理用户数量首次从1个增加到6个,6个用户的管理人员可以在不同的地方协同处理系统故障。iLO3增强了性能,通过一个简便的、统一的控制台进行实时控制,客户能够随时随地快速执行远程服务器管理任务,虚拟文件夹和虚拟媒体服务器通过在本地存取常用的文件和配置,提升了软件安装和远程访问的速度。它改善用户体验和协同工具,简化、直观的管理界面提供了视频录像和发现问题回放,可以实现全球各地6名用户进行远程协同,以处理故障事件。它提高了安全性能,通过硬件支持的加密程序,在保护业务数据的同时保证性能。

在G7中还采用了多项提高能源效率的技术,通过与新型处理器等节能技术的配合,在相同配置下,G7服务器的能耗降低了近96%。在G7中采用了惠普海洋传感器技术,通过遍布服务器的32个智能传感器自动追踪热量活动,提高散热效率,优化系统冷却性能;新的惠普Insight Control中的动态功率封顶技术,则通过IT管理人员对每一台服务器能耗的精确监控,提升数据中心的能源利用率,并回收过度使用的散热资源; 而惠普 Power Advisor根据不同的实际负载,实时调节能耗的精确配置系统,提高客户端能效,避免服务器或数据中心的过度使用。

篇8

作为x86服务器市场上智能计算大潮的开创者,英特尔公司并没有止步不前,于2010年3月份了一系列全新的至强服务器处理器产品,继续提高并完善了智能计算的基础架构,其中包括第二代双路至强服务器处理器5600系列和多路至强服务器处理器7500系列,进一步更新并完善了全线的智能性产品,再一次完善了智能计算理念、这一理念目前包含的关键要素、其相关产品已具备的智能计算功能以及它们能够为企业用户带来的应用价值。

由用户核心应用需求催生

英特尔智能计算理念,并非无源之水。无本之木,也不是一个旨在创造或激发市场需求的创新。它的问世,其实是为了响应和满足广大用户在服务器应用上一些迫切的核心需求。

这些来自用户的核心应用需求,主要包括:让服务器的布置、应用和管理变得更加轻松、容易,从而可以让企业的IT技术人员从基础的IT基础设施运维工作中解放出更多时间和精力,用于支持企业业务的拓展;让服务器的计算能力得到更大化地利用,从而满足业务对IT后台弹性的性能要求;让服务器的能耗能够根据应用的变化及时调整,从而实现更优化的节能减排效果;让服务器的整合效率更高,应用的迁移更加平滑,从而让用户能够以更合理的服务器配置数量稳定地运行更多任务,并且实现企业业务运转、对内部员工和外部客户服务的持续不间断等。

根植于“芯”具备三大要素

看到服务器产品的设计开发和用户核心应用需求存在脱节的情况后,一直倡导以用户需求为驱动持续推进创新的英特尔公司,开始从服务器的大脑和引擎――处理器上下功夫,以求从更基础的层面来更好地解决这一问题。正是这个战略性的思维,推动了英特尔服务器处理器产品线智能计算理念的诞生。从这个角度来说,这一理念的实践基础就是英特尔的处理器平台,它根植于“芯”,随“芯”而来。

那么,目前英特尔在服务器领域的智能计算理念都包含了哪些关键要素呢?简而言之一共有三点。

一、要在处理器平台上实现更高且更为灵活的性能输出能力,让其能够根据用户需求及其应用软件的特性自动切换到理想的工作状态,让用户始终能够以充足的计算力完成各类计算任务。

二、要在处理器平台上实现实时的、自动化的功耗调节能力,让其能够根据应用负载的变化自行控制对电能的消耗,从而实现从能源输入到性能输出的量入为出,尽量抓住每一个节能的机会,并尽量节省每一分电力。

三、要在处理器平台上实现对全新应用软件和应用模式的支持,例如对目前日趋流行的虚拟化应用提供更为有力的支持,以确保用户在导入相关软件和应用模式时能够更为省心省力。

至强服务器处理器的三大智能计算特性

无论是2009年的至强5500系列还是2010年的至强5600系列及至强7500处理器,都具备三大智能计算功能和特性,其实就是英特尔现有智能计算理念的体现,这些功能和特性包括:

一、英特尔睿频加速技术和英特尔超线程技术――这对创新技术的组合,可以确保基于全新酷睿微体系架构的英特尔至强5600、7500系列处理器平台的服务器产品在运行采用传统串行编程模式和全新并行编程模式开发的应用软件时,都能提供优秀的性能。前者可在运行基于串行编程、对处理器时钟频率较为敏感的软件时,自动关闭处理器的部分内核,将其消耗的电力转移到剩余核心,在不超出合理功耗范围的情况下对它们进行超频,以加速相应应用的处理速度;而后者则能够在服务器运行基于并行编程,对多线程进行了优化的软件时,为其提供最高达4核8线程的并行处理能力。

二、英特尔集成功率门限特性和英特尔智能节能技术――这对组合是基于全新酷睿微体系架构的英特尔至强5600、7500系列处理器平台实现节能的杀手锏,前者基于英特尔领先的45纳米高-K金属栅极制程,可以将至强处理器的闲置功耗降低,并允许空载内核单独降低功耗;后者则能让至强处理器根据实时的应用负载/数据吞吐量,即时在15种运行状态(对应不同的功耗水平)间切换,从而实现自适应的、迅捷的功耗调节功能,确保在满足用户对性能要求的同时,实现优秀的节能效果。

三、增强型英特尔虚拟化技术――该系列技术针对现阶段布署和应用越来越广泛的虚拟化应用,它融合了针对处理器的VT-x、针对芯片组的VT-d和针对网络连接组件的VT-c技术,可确保服务器平台上的多个虚拟机直接访问和充分利用系统的计算、I/O、存储和网络资源,并实现灵活的迁移和高效便携的管理,从而帮助用户在每台服务器上整合及稳定地运行更多的应用和更为繁重的工作负载,最终降低TCO。

以上三点是英特尔至强处理器平台在处理器层面集成的智能计算特性和功能,从平台层面来看,还有更多英特尔的创新技术和特性可与它们协作,以实现更好的应用效果。例如,旨在提升平台数据通信带宽的英特尔快速通道互联技术,可增加内存子系统带宽、降低其延迟的处理器内置DDR3内存控制器,以及可选的固态硬盘(SSD)技术,就是英特尔睿频加速技术和英特尔超线程技术的理想拍档,它们可以将至强处理器的性能优势进一步放大到平台及整个服务器系统层面。英特尔节点管理器技术则可与英特尔集成功率门限和英特尔智能节能技术配合,让企业IT技术人员更加方便地对独立的服务器提供功耗温度监控和基于各种策略的能源管理。作为至强平台的软件组成部分,英特尔提供给ISV和最终用户的Parallel Studio工具包,则可以帮助他们根据市场和自身应用需求,开发出能够充分发挥英特尔至强处理器平台性能潜力的应用软件。

面向未来 三驾马车齐头并进

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关键词：IP推送；移动应用；智能手机；推送邮件

中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 03-0000-02

IP Push Framework Design and Application for Energy Saving Smart Phone

Zeng Zidan,Liang Junjie

(Gangzhou Logansoft Information Technology Company,Guangzhou510530,China)

Abstract:To solve the problems of sending messages using SMS and excessive power consumption in sending messages,an energy saving IP Push framework was proposed.In the proposed framework,IP data channels instead of voice channels were used to transmit real-time messages,so the communications costs were saved.In addition,by separately controlling two processors-AP and BP,so that smart phones could be maintained online smart phones,and energy of mobile phones could be saved.The proposed framework was used in a Push Mail system to prove the effectiveness.

Keyword:IP push;Mobile application;Smart phone;Push mail

一、绪论

在移动应用中使用IP Push技术存在着电量消耗较大的问题。IP Push技术为移动应用提供了基于数据通道的即时消息传送功能。然而，由于IP Push要求手机与服务器一直保持着网络连接，这会导致持续的大用电量，因此，手机的电量消耗较大。

为了解决上述问题，我们采用具有节能技术的手机终端作为IP Push框架的移动终端。这类终端在保持网络连接的同时，有区别地控制的两个处理器――AP（Application Processor，应用处理器）和BP（Baseband Processor，基带处理器）的运作时间：当只有通信连接而没有业务数据交换时，让AP处理器处于休眠状态，这样来节约的电量；而同时BP与基站一直保持连接，并负责监视服务端是否传来了业务数据，如果有业务数据传送，则唤醒AP来处理业务数据。

上述的面向节能智能手机的IP Push框架设计，让我们获得如下的好处：（1）采用IP数据通道而不是语音通道来进行即时信息的传送，这样节能了通信的成本；（2）通过有区别地控制两个处理器）――AP和BP，让智能手机保持长期在线的同时，节约了手机的用电量，提高了手机的使用效率。

二、IP Push技术

Push技术让手机用户与各类信息资源之间保持紧密的联系，这样，用户可以随时随地获取到其关心的信息。当前，Push技术的实现主要是通过SMS（Short Message Service，短信服务）来实现――当在互联网中的服务器接收到用户感兴趣的信息时，通过SMS通道，将一条SMS信息发送到手机端，手机端收到该信息后，即启动相关的程序，连通网络到服务器上读取出信息并呈现给用户。

Push实现的另一种方式是采用IP网络。通过IP网络，手机客户端可以发送一个Socket请求到服务器，告知服务器客户端需要这个用户的新信息通知，然后保持该连接。当服务器收到一条信息符合手机客户端的请求信息时，它会与服务器客户端进行连接，并通知服务器客户端该用户有一条新信息，然后，服务器客户端就会通过前面的Socket连接来回复新信息请求，这样，手机客户端就能收到该信息。这种Push技术就是IP Push。IP Push是基于互联网的IP协议构建的。客户端保持着一个服务端可知的IP地址，这样的IP Push系统中，服务端和客户端之间长期保持着Socket连接。当服务器有新消息要发送给客户端时，服务器会在第一时间将这件消息推送给客户端，从而实现信息的推送。

三、节能模型

IP Push的节能模型是建立在智能手机的AP和BP分离的基础上的。因此，我们先描述AP和BP，然后介绍节能模型。

（一）基带处理器和应用处理器

操作系统、用户界面和应用程序都在Application Processor（AP）上执行，AP一般采用ARM芯片的CPU。而手机射频通讯控制软件，则运行在另一个分开的CPU上，这个CPU称为Baseband Processor（BP）。

把射频功能放在BP上执行的主要原因有三方面：（1）信号调制、编码、射频位移等射频控制函数都是高度时间相关的，因此，我们需要把这些函数放在一个运行实时操作系统的主CPU上执行，这样才能保证其运行的实时性；（2）是一旦BP被设计和认证为好了的，不管采用的操作系统和应用软件怎么变化，它都可以正确地执行通讯功能。操作系统和驱动的bug也不会导致设备发送灾难性的数据到移动网络中；（3）由于AP和BP是分开的设备，因此，手机设计者可以更加自由地设计用户界面和应用软件，而不用担心应用软件会影响到通讯功能。

（二）节能模型

手机对电能消耗的主要环节是AP的运行，因此，减少AP的运行时间是手机节能的关键。在本文的节能模型中，AP在不处理业务时处于休眠状态，而此时BP则与服务器之间保持着Socket连接。当BP收到服务器的业务信息时，它将唤醒AP进行业务处理。AP处理完业务后，又进入休眠状态。

四、框架设计

（一）框架设计图以及时序图

（二）各部分说明

1.AP：Application Processor的简称，称为应用程式处理器。操作系统、用户界面和应用程序都在AP上执行。AP一般采用ARM芯片的CPU。

2.BP：Baseband Processor的简称，成为基础通讯处理器，是控制手机射频通讯控制的。

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移动产品：经济平稳运行引领增长 市场格局变化明显

2010年，移动产品市场增长势头较好，移动产品的市场格局发生明显变化：经济环境进一步改善，价格进一步下降并接近上网本的主流价格区间，使笔记本电脑的销量迅速增长，并接近台式PC的市场份额；笔记本电脑和平板电脑市场的增长挤压了上网本的优势空间，加之移动运营商对3G上网本失去信心，将侧重点转向智能手机和平板电脑，上网本明显“失宠”；苹果iPad的成功，使众多平板电脑产品集中涌入市场，传统PC厂商和部分手机厂商在平板电脑市场展开新一轮厮杀。

台式PC：市场出现反弹 农村市场值得期待

2010年上半年，在国内经济形势回暖和Windows 7 操作系统的拉动下，台式PC销量恢复正增长。与此同时，PC厂商进一步拓宽了三级以下城市的销售渠道，并深耕农村市场。预计未来几年，这些地区将成为PC厂商竞争的重点区域。

此外，PC一体机技术日趋成熟，产品功能设计日益完善。由于应用了节能环保材料，PC一体机能在满足当前办公设备的多功能化与网络化需求的同时，大幅降低价格，它将成为未来市场新兴的增长点。

PC服务器：技术和应用创新推动行业发展