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数据中心节能系列之二:刀片服务器

    【IT168 专稿】刀片服务器的好处已经被炒作了许久。然而,好吃不等于吃好,想要让这柄快刀真正成为企业业务发展的支撑,用户还需要考虑不少的问题,否则,也许会被锋利的刀片伤到自己。
世界上的任何事物都有两面性,在刀片服务器密度优势的背后,为用户带来的是供电和冷却的巨大压力。

    在几个月前举行的刀片服务器峰会上,能耗管理正成为了此次大会业界人士关注的重点,然而有趣的是,正当大家激烈讨论的时候,会场的供电系统也出现了问题,导致这一情况的主要原因就是会场当中摆放了太多的刀片服务器进行演示。

    有会场服务的工作人员透露,会展期间至少已经有十次耗尽了供电系统的所有容量,这些断电故障的主要原因是,许多厂商都在会议期间使用许多的刀片服务器进行展示工作。相比传统机架式服务器,同意占地空间当中,刀片服务器的密度提高了1倍甚至几倍。虽然能耗和散热问题在刀片服务器设计之初就已经被提出,但是随着技术的发展,有些厂商采用各种手段解决了散热的问题,然而,耗电问题却被忽视掉了。

    最初,刀片服务器都计划使用低功耗的处理器,目的是防止高密度服务器群中出现过热现象。但随着刀片服务器设计的发展,服务器厂商都使用了非常聪明的工程设计,使刀片服务器的散热效率更高,因此许多厂商也就不再重视刀片服务器处理器功耗的问题。

    但是,在未来的18个月中,许多带多处理的刀片服务器系统将会大量出现,内存和硬盘的容量也会呈几倍数量的增长,因此刀片服务器得功耗的问题再次摆在了硬件厂商的面前,他们正在寻找各种解决方案,希望让快刀真正能够发挥自己的威力

惠普:集中冷却技术节省电力

    为了应对人们对于节节攀升的热量与能源消耗的担忧,惠普在刀片服务器当中为消费者提供了HP Thermal Logic技术,用以控制供电与冷却的能力,使服务器工作中的能耗效率实现最优化。

    Thermal Logic技术使用户能够根据需求监控、整合、共享并匹配电力资源,以及根据当前工作、供电容量以及冷却水平以平衡性能、供电与冷却,达到非常好的性能。用户可以设定供电与冷却阈值以实现非常好的性能或最高效率,或者自动开启冷却或调整冷却水平以应对并解决产生的热量

    Thermal Logic技术

    随着Thermal Logic技术开发进程不断推进,惠普对供电及冷却的关注从系统或机架范围扩大到整个数据中心。因为数据中心的每一个部件都会对其它部件产生作用,因此,仅仅是因为一个高耗电的刀片服务器影响了邻近机架的气流,就迫使整个刀片系统套件以最高的冷却量工作,这也是一种能源浪费。

    为了解决这一问题,惠普在每一个系统套件中分列多个工作区域并安装多个传感器,刀片服务器可以根据不同的热量密度分配供电及冷却控制。与传统服务器的风扇相比,冷却同样数量的刀片服务器,HP Thermal Logic技术所需气流减少50%, 所需电力下降70%。

    前面已经提到,刀片的高密度优势会因为耗电和散热的聚集而被削减,现在因为有了HP Thermal Logic技术的HP Active Cool风扇以及HP PARSEC体系结构,密度已经成为一种优势。


    有了这些技术,与传统机架式服务器相比,刀片服务器可在最需要冷却的地方获得最多的气流,而所需的电力也大为减少。根据惠普提供的数字,使用HP Thermal Logic技术以及HP BladeSystem系统套件,不仅比相同数量的机架式服务器冷却所需气流降低50%且耗电减少70%, 同时还可节省出宝贵的机架空间。

    它们可以向HP BladeSystem Onboard Administrator以及HP Systems Insight Manager报告温度数据。借助这一热量监控功能,追踪每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电。

    Dynamic Power Saver

    Dynamic Power Saver通过提供与用户整体基础设施要求相匹配电量,从而改进耗电状况。由于电源在高负荷下运转才能发挥最大效力,该装置可使其保持最高效的工作状态且同时确保电力供应充足。Ynamic Power Saver特性在后台持续工作,集中分配电力,保障系统运行于更高的供电负荷下,而通过较低的供电负荷实现电力的节约。

    为了使电力分配最大化的是显得更加彻底,另外一项技术——Power Regulator在处理器一级工作,使处理器功耗与工作负载实现非常好的匹配。惠普Power Regulator与Dynamic Power Saver一起应用,可提高电力供应的效率,在节省资源的同时降低处理器的电力消耗,为用户节省更多的能源。

    环保机箱

    另外,降低刀片服务器吉祥内部冷却系统的能耗也是节能的重要途径,HP Active Cool风扇便是这样一种设计,可仅使用100瓦电力冷却16台刀片服务器。其设计理念基于飞行器技术,扇叶转速达136英里/小时,在产生强劲气流的同时比传统型风扇设计耗电量更低。根据惠普提供的数字,与1U机架安装式服务器相比,HP BladeSystem每年减少耗电量33%。

IBM:打造“绿色”数据中心

    IBM也意识到了刀片服务器在能耗方面给用户带来的麻烦,因此也在从硬件和软件两方面入手,来尽可能降低刀片服务器的能耗。

    2007年5月11日,IBM宣布启动一项每年斥资10亿美元的业务计划,以显著提升企业的IT能效水平。这项名为“绿色创新工程”的计划主要包括:通过采用新的产品和服务,帮助IBM及其客户大幅度降低数据中心的能源消耗,改造全球的商业和公共技术基础设施并使其成为“绿色”数据中心。

    根据IDC的调查显示,对每一美元的计算机硬件成本来说,大约50美分是花在了电力使用上,这一数字预计在今后4年里还将增长54%。IBM“绿色创新工程”所带来的节约是相当可观的,对一个面积为25,000平方英尺的数据中心来说,客户可以实现节能42%。

    “绿色创新工程”是IBM针对企业数据中心能源需求和能源成本的急剧增加而发起的,该计划将由一个跨IBM各业务部门的、由850多名能效专家组成的全球“绿色团队”来执行和实施。

    “数据中心的能耗危机抑制了客户的业务增长。”IBM全球信息科技服务部高级副总裁Mike Daniels说,“很多数据中心已经达到了饱和,企业的增长能力因此受到了限制,迫使他们进行新的资金投入。我们希望与客户分享IBM的全球资源和行动计划,以协助他们充分利用自身的数据中心能量,提高能源利用效率,实现绿色创新。”

    如果用户的机房供电能力遭遇瓶颈,那么希望通过刀片服务器来增加单位面积运算能力的计划也将成为泡影,IBM此项计划的目的就是希望解决这样的困扰,目前,已经有了一些成果可以提供给用户使用。

    在IBM的刀片服务器中,不仅能够提供基础设施的物理集成,而且其交换技术的设计还能帮助减少电力消耗。根据IBM内部的研究结果,一个配有嵌入式以太网和光纤通道交换机的刀片服务器中心,在一个典型的经过机架优化的服务器上,其每个接口可以帮助客户节省多达50% 的能量消耗。

    另外,为了让刀片的耗电“随时可见”,IBM还提供了专门的电力监控软件——Power Executive ,这一免费的能源管理技术最初是为 IBM BladeCenter 和System x服务器设计的,它能够协助客户对实际用电量进行监视,并在系统、机箱或机架层次上对数据中心中的电耗和热耗进行有效分配、匹配和上限设定的能源管理软件工具。通过采用该软件设置用电上限,客户可以按照持续集成服务器(cruise control)有效运行它们的系统。

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