淺議計(jì)算機(jī)機(jī)房節(jié)能論文
在遵循節(jié)能減排這一基本原則的基礎(chǔ)上,對(duì)銀行計(jì)算機(jī)機(jī)房的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了探討。以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家精心準(zhǔn)備的：淺議計(jì)算機(jī)機(jī)房節(jié)能相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!
淺議計(jì)算機(jī)機(jī)房節(jié)能全文如下：
摘要:節(jié)能環(huán)保已深入社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域。而如何讓計(jì)算機(jī)機(jī)房在設(shè)備性能不斷提升的同時(shí),能更節(jié)能呢?文章通過(guò)硬件、虛擬化與環(huán)境三個(gè)方面對(duì)機(jī)房節(jié)能提出了相關(guān)建議,以達(dá)到節(jié)能的目的。
關(guān)鍵詞:機(jī)房;節(jié)能;方法
一臺(tái)萬(wàn)元的兩路服務(wù)器,運(yùn)行5年的電費(fèi)將超過(guò)8000元,一個(gè)1000平方米的服務(wù)器機(jī)房一年的電費(fèi)能達(dá)多少?答案是100萬(wàn)元。經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的狀態(tài)下,能源電力的消耗也節(jié)節(jié)攀升,根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦環(huán)境保護(hù)署統(tǒng)計(jì),2009年全球服務(wù)器共消耗了大約2.23億度電,服務(wù)器市場(chǎng)發(fā)展到2015年的時(shí)候,消耗的電能將增長(zhǎng)40%。如果情況不進(jìn)行任何改變,隨著能源價(jià)格的上漲,耗電大戶服務(wù)器的節(jié)能問(wèn)題必然引起廣大廠商、用戶的密切關(guān)注。
綠色、節(jié)能、環(huán)保已成為企業(yè)設(shè)備發(fā)展的必由之道,能耗問(wèn)題已經(jīng)成為用戶在采購(gòu)服務(wù)器時(shí)非常重視的一個(gè)因素,而機(jī)房作為各種服務(wù)器(塔式、機(jī)架式、刀片式)及各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如機(jī)架式交換機(jī)、路由器)的承載之地,這些設(shè)備的節(jié)能效果如何將大大影響整個(gè)機(jī)房的能耗。無(wú)論是政府從發(fā)展經(jīng)濟(jì)角度考慮,還是企業(yè)從節(jié)省后期成本方面考慮,節(jié)能問(wèn)題都已成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。所以對(duì)于擁用機(jī)房的用戶來(lái)說(shuō),節(jié)能問(wèn)題值得重視。而如何讓機(jī)房在設(shè)備性能不斷提升的同時(shí),能更加節(jié)能呢?
一、設(shè)備節(jié)能
在設(shè)備節(jié)能方面,電源轉(zhuǎn)換率較高的電源更節(jié)能,選用2.5�硬盤也比3.5�硬盤更節(jié)能,優(yōu)選低電壓處理器與內(nèi)存也能更節(jié)能、加強(qiáng)風(fēng)扇管理……,總之,在很多方面多管齊下,都能讓設(shè)備在確保性能的情況下更加節(jié)能。
從處理器方面來(lái)看,近年來(lái),低功耗節(jié)能處理器的應(yīng)用已成廠商關(guān)注的重點(diǎn),為此,Intel和AMD等廠商都紛紛在此方面進(jìn)行革新。以英特爾在服務(wù)器平臺(tái)推出的最新的Nehalem-EP(代號(hào)Gainestown,至強(qiáng)5500)核心處理器為例,和目前主流的Xeon 5400系列至強(qiáng)處理器相比,在主頻和功耗上并沒(méi)有提升(W系列功耗在130W左右,X系列功耗在95W左右,E在80W左右,而低電壓的L功耗在60W左右)的情況下,能效比卻大大提升。AMD的皓龍?zhí)幚砥饕鄬⒐?jié)能作為其在服務(wù)器領(lǐng)域取得更大突破的重要目標(biāo)。為此,皓龍?zhí)幚砥鞑捎昧硕囗?xiàng)AMD獨(dú)有的最新的創(chuàng)新技術(shù),具有高性能、低功耗,兼容性高和可以靈活擴(kuò)展升級(jí)的特性,能為各行業(yè)的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)彭湃動(dòng)力。如通過(guò)使用AMD CoolCore技術(shù)處理器可動(dòng)態(tài)關(guān)閉其非工作的電路塊來(lái)降低能耗,獨(dú)立動(dòng)態(tài)核心技術(shù),這是對(duì)AMD PowerNow!TM技術(shù)的增強(qiáng),使每個(gè)核心可以根據(jù)其應(yīng)用的特定性能需求來(lái)調(diào)整時(shí)鐘頻率;雙動(dòng)態(tài)電源管理(Dual Dynamic Power Management,DDPM),為CPU核心和內(nèi)存控制器分別獨(dú)立供電,支持核心和內(nèi)存控制器根據(jù)應(yīng)用需要以不同的電壓工作。從而能夠大大降低數(shù)據(jù)中心能耗,為用戶節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本,使機(jī)房更加節(jié)能。
在硬盤方面,服務(wù)器一般可以支持多種型號(hào)的SATA和SAS RAID磁盤控制器,機(jī)箱空間內(nèi)最高可以容納N個(gè)2.5英寸硬盤或者N個(gè)3.5英寸硬盤,使用3.5英寸的SAS磁盤的內(nèi)部存儲(chǔ)容量最高可上10TB,使用2.5英寸的SAS磁盤的內(nèi)部存儲(chǔ)容量最高也可輕松達(dá)到數(shù)TB。目前大多數(shù)HDD硬盤的空閑功耗為20W左右,全負(fù)載狀態(tài)下為400W左右。單個(gè)硬盤的功耗看起來(lái)不高,但數(shù)個(gè)或十幾個(gè)硬盤組成的陣列其功耗就很可觀了。對(duì)此,優(yōu)先選用低功耗產(chǎn)品或2.5英寸產(chǎn)品,無(wú)疑更節(jié)能。并且,很多低功耗的硬盤產(chǎn)品功耗已能做到很低,在滿載、空閑時(shí)的功耗都可控制在數(shù)W內(nèi),對(duì)于采用多硬盤的服務(wù)器,長(zhǎng)期運(yùn)行下來(lái)可以省下一筆不小的開(kāi)銷,自然也能使機(jī)房更加節(jié)能。
從服務(wù)器的選擇上來(lái)看,優(yōu)選具備多種節(jié)能措施的節(jié)能服務(wù)器及刀片服務(wù)器產(chǎn)品也能讓整個(gè)機(jī)房更節(jié)能。刀片服務(wù)器最大的特色是計(jì)算密度高,節(jié)約空間,刀片服務(wù)器上每個(gè)刀片模組共用電源、散熱、網(wǎng)路等功能,自然也能使機(jī)房更加節(jié)能。
二、虛擬化節(jié)能
面對(duì)眾多服務(wù)器每天消耗的巨大的電力資源,使得企業(yè)為此需要負(fù)擔(dān)高昂的電費(fèi)支出,如果能讓一臺(tái)服務(wù)器完成以前需要數(shù)臺(tái)服務(wù)器才能完成的工作,那為機(jī)房節(jié)省的能源將大為可觀。對(duì)此,虛擬化是此方面的最佳解決之道,其能大大提高服務(wù)器的利用率,提升服務(wù)器的效能,能夠有效的減少機(jī)房物理服務(wù)器的數(shù)量,從而為企業(yè)減少大量的采購(gòu)成本、能源成本和管理成本,能夠減少大量的硬件、供電、制冷和管理成本。
目前主流的廠商都將虛擬化技術(shù)看成近兩年來(lái)服務(wù)器技術(shù)革新的重點(diǎn)。英特爾推出了Intel VT(Virtualization Technology)、AMD推出了AMD-V等硬件輔助虛擬化技術(shù)。實(shí)際應(yīng)用表明,虛擬化技術(shù)能集中并共享資源,實(shí)現(xiàn)降低成本、優(yōu)化利用率,服務(wù)器虛擬化技術(shù)已成為服務(wù)器發(fā)展的大勢(shì)所趨。
Intel在虛擬化技術(shù)的研究上并沒(méi)有止步于處理器,其進(jìn)一步推出了針對(duì)平臺(tái)/芯片組的虛擬化技術(shù)VT-d(Vanderpool for Directed I/O)。VT-d是I/O的虛擬化,可讓I/O資源動(dòng)態(tài)分配給虛擬機(jī),VT-d技術(shù)作為一種基于主板芯片組的硬件輔助虛擬化技術(shù),通過(guò)在北橋中內(nèi)置提供DMA虛擬化和IRQ虛擬化硬件,可實(shí)現(xiàn)新型的芯片級(jí)別的I/O虛擬化方式,所以Intel VT-d能夠在虛擬環(huán)境中大大地提升I/O的可靠性、靈活性與效能。VT-d推出無(wú)疑可提升虛擬化的應(yīng)用力度,特別是在服務(wù)器虛擬化關(guān)鍵業(yè)務(wù)上的應(yīng)用程度。并且在Intel最新的服務(wù)器平臺(tái)上,英特爾還進(jìn)一步推出了針對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接的VT-c(Virtualization Technology for Connectivity)虛擬化技術(shù),其由VMDq(虛擬機(jī)設(shè)備隊(duì)列)技術(shù)、SR-IOV(PCI-SIG單根I/O虛擬化)技術(shù)、I/OAT(英特爾I/O加速)技術(shù)組成,可提升虛擬系統(tǒng)的效能與網(wǎng)絡(luò)處理能力,提升I/O性能減少處理器負(fù)載,實(shí)現(xiàn)更高的效能比。從硬件方面來(lái)看,隨著Intel以Nehalem-EP平臺(tái)為代表的新一代VT硬件輔助虛擬化平臺(tái)的推出,讓傳統(tǒng)的純軟件虛擬化應(yīng)用變得更高效。而Nehalem-EP平臺(tái)作為目前服務(wù)器中對(duì)硬件虛擬化技術(shù)支持最完備的系統(tǒng),其將對(duì)處理器(VT-x或VT-i)、芯片組(VT-d)、I/O及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(VT-c)等一系列虛擬化技術(shù)應(yīng)用與集成,讓Intel服務(wù)器處理平臺(tái)的虛擬化效能進(jìn)一步提高,為客戶提供更好的效能保障。
AMD也在硬件輔助虛擬化技術(shù)深入研究,通過(guò)AMD Virtualization技術(shù)亦讓AMD皓龍?zhí)幚砥髂軌蚝?jiǎn)化數(shù)據(jù)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)更高的利用率,使單個(gè)系統(tǒng)能夠容納不同的工作負(fù)載及其操作系統(tǒng)、中間件和通信環(huán)境,從減少系統(tǒng)資源或能源消耗。從實(shí)際應(yīng)用上來(lái)看,AMD推出的AMD Virtualization(AMD-V)硬件輔助虛擬化技術(shù)通過(guò)直接互連架構(gòu)(Direct Connect Architecture)和在處理器和內(nèi)存控制器中引入一個(gè)新模型和功能來(lái)提高CPU的虛擬應(yīng)用性能。在實(shí)際服務(wù)器應(yīng)用中,AMD的虛擬化技術(shù)能提供直接的CPU到內(nèi)存、CPU到I/O和CPU到CPU的連接,可通過(guò)對(duì)I/O內(nèi)存單元靈活管理,防止虛擬機(jī)使用DMA來(lái)終止與真實(shí)硬件的隔離;能夠減少程序的復(fù)雜性,提高虛擬系統(tǒng)的安全性,并通過(guò)兼容現(xiàn)有的虛擬系統(tǒng)管理軟件來(lái)減少費(fèi)用。并可簡(jiǎn)化服務(wù)器虛擬化減輕VMware等虛擬軟件的工作負(fù)擔(dān),以大大提高x86處理器的運(yùn)行能力。
而綜合來(lái)看,硬件輔助虛擬化的擴(kuò)大化、普及化正成為虛擬化發(fā)展的主要方向,且虛擬化早已成為云計(jì)算得以發(fā)展的基礎(chǔ)。而效能、效率、綠色、節(jié)能不僅是服務(wù)器發(fā)展的主旋律,亦是虛擬化為之追求的目標(biāo),其正是順應(yīng)這種發(fā)展潮流的主導(dǎo)技術(shù),隨著其日漸成熟,必將成為行業(yè)用戶追求價(jià)性比、效能比的最佳應(yīng)用之道。
三、環(huán)境節(jié)能
除了對(duì)硬件及服務(wù)器的節(jié)能措施進(jìn)行關(guān)注外,其他方面的節(jié)能問(wèn)題也日益引起機(jī)房用戶的關(guān)注。
首先,在機(jī)房建筑節(jié)能方面,對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行高水平的保溫隔熱,對(duì)外墻增加強(qiáng)保溫隔熱,特別是采用外保溫在圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱良好的情況下,室內(nèi)用磚石、混凝土等重質(zhì)材料建成厚重結(jié)構(gòu),已成為機(jī)房建筑的必需。
其次,應(yīng)優(yōu)先選節(jié)能高能效的制冷、照明電器和系統(tǒng),減少輸冷能耗,充分利用清潔能源、天然能源(如風(fēng)能、光能等)。例如,眾所周知,空調(diào)可占機(jī)房設(shè)備耗電量的40%,早期的一些機(jī)房由于未考慮機(jī)房建筑節(jié)能,圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱損失比較大,加上一些大樓內(nèi)機(jī)房和辦公用房混用,建造時(shí)窗墻比例偏大,并大量采用玻璃幕墻,這些因素都增加了空調(diào)負(fù)荷,導(dǎo)致機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)浪費(fèi)嚴(yán)重、能耗消耗嚴(yán)重。而隨著用戶逐步認(rèn)識(shí)到這些問(wèn)題,不斷對(duì)機(jī)房進(jìn)行改進(jìn),并優(yōu)選高效機(jī)房空調(diào),使得這種窘境正得到逐步改善。
四、其他節(jié)能方法
IBM Tivoli Monitoring解決方案就是針對(duì)綠色I(xiàn)T議題新推出Tivoli Monitoring for Green Energy,是架構(gòu)在既有監(jiān)控平臺(tái)上的新模塊,可監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心內(nèi)和節(jié)能相關(guān)的數(shù)據(jù),包括電源消耗、二氧化碳排放等等。Maximo Facility Management、Active Energy Manager以及Lotus ActiveInsight 6.1,這些工具可以與Business Intelligence實(shí)施能源指示解決方案相集成,有了這些工具,企業(yè)用戶就可以了解他們存儲(chǔ)系統(tǒng)和服務(wù)器的能源消耗情況,并且在非高峰時(shí)段降低能源使用量。
而HP Thermal Logic不僅提供了內(nèi)置的工具、精確的監(jiān)控和控制功能,還可以根據(jù)您的需求對(duì)電源和散熱資源進(jìn)行集中、共享和分配,從而使您的刀片服務(wù)器解決方案絕不浪費(fèi)一度電和一克冷空氣。與傳統(tǒng)的1U服務(wù)器相比,其可將能耗最高降低47.9%。也就是說(shuō),80臺(tái)刀片服務(wù)器與42臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)1U服務(wù)器的功耗相同,而其性能和可靠性卻沒(méi)有任何損失。節(jié)約的電能可以供3個(gè)美國(guó)家庭使用一年。
五、結(jié)論
機(jī)房節(jié)能已成為企業(yè)用戶關(guān)注的焦點(diǎn),而隨著能源的緊缺性不斷高漲與價(jià)格的不斷上漲,耗電大戶“服務(wù)器”的節(jié)能問(wèn)題已經(jīng)引起廣大廠商、用戶的密切關(guān)注,而如果大家都能未雨綢繆優(yōu)選一些更節(jié)能的產(chǎn)品,那么未來(lái)也必將因此能更容易地讓自己的企業(yè)在綠色浪潮中立于不敗之地。
參考文獻(xiàn):
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