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曙光刀片技术部副总经理沙超群:畅谈绿色it

原创 Linux操作系统 作者:无聊岁月 时间:2009-02-25 16:16:46 0 删除 编辑
曙光刀片技术部副总经理沙超群的一番话也肯定了这种趋势:“建设节约型社会是整个国家、乃至全球当前的重要任务,‘绿色’对于IT产业来说,也是必然的趋势。” 7月初的一天,在曙光位于中关村的总部办公室里,沙超群对搜讯网说,一向有“电老虎”之名的服务器产业,尤其亟待绿化,减压工作需要多从方面“下手”。

的确如此,对于那些大企业、拥有成百上千台服务器的IDC机房来说,服务器的耗电量过大问题、能源成本大于采购成本问题、噪音辐射问题都颇让他们头疼,因此如何给服务器“减压”的问题也就被服务器制造商提上了日程。
给服务器“减压”

今年6月24日,中科院计算所、曙光和上海超级计算中心在北京举行了曙光5000落户上海签约仪式。而这即将落户上海超级计算中心的曙光5000A的主打概念之一就是低功耗。据称,它采用了低功耗的处理器和内存、水冷散热系统和刀片架构,可以为用户节省620KW的耗电。而Grid View管理系统,也降低了20%以上的功耗。“服务器的节能有多重环节,尤其以技术上的创新与积累最为重要。”沙超群表示。

在这位技术部门负责人的眼里,要给服务器减压,厂商必须在设计、生产过程中贯彻节能环保的意识,加大对节能相关技术的研发力度。而曙光的办法是多管齐下从四方面着手,这遍及服务器的硬件、软件、CPU内核以及散热技术。其中,尽量选用节能部件就是“减压”工作的第一环。这即是说,在采购服务器零部件时,尽量选择更节能、更环保的CPU、芯片组、内存等等。

他以电源的采购为例子,服务器厂商目前多采用80+的电源,“电源模块不同,会直接影响效率期限的不同。越接近理想值,效率就越高,被浪费掉的电力也相应越少。比方说,效率为30%时,电源提供电力的70%可能被浪费掉。而当电源效率达90%时,浪费掉的可能只有10%。”

这也就意味着,如果能保证电源输出在最佳效率点,就能省下不少电来。要做到这一点,曙光采用的方式是根据服务器的实施功耗确定工作电源个数,使电源工作在最佳效率曲线上,同时调整任务队列,利用事件寄存器,保障系统功耗最小化。

然后,应用在服务器上的节能软件会给服务器进行二次“减压”。一方面,节能软件会扫描各集群节点工作状态,自动控制已完成计算任务的节点休眠,当有任务时,又会将这些节点唤醒。另一方面,通过软件获取网站CPU的负载时间规律,在负载较低的时候采用降频方式。“一般来说,网站白天的访问量很高,CPU负载也高,到半夜时就会降低,凌晨5点到8点之间的负载率甚至不到10%。这时候,我们的软件就会发出降频指令。根据计算,可以节省20%-30%的电力。”此外,调度系统的配合也可以达到省电的目的。

而在散热设计方面,冷却是服务器厂商较通用的一种技术。因为该技术会提高服务器的运载效率,节省能源消耗。“曙光的整体机箱散热方式,同时采用侧面吹风设计,通过热平衡和散热风道设计,进行详细的软件仿真,以保障刀片服务器的散热,实现刀片对120W高性能CPU的支持。在温度方面,曙光分成三个温度区域,根据不同的区域有不同的策略实施主动防护,实施风扇的自适应控制。”

除了部件采购、节能软件和散热的有效处理之外,曙光开发的支持Linux和Windows的内核补丁也会对节点状态和内部任务队列进行有效调节,降低了服务器的能耗。

不仅仅是节能

如果把节能技术看成是服务器绿色化的前奏,那么减噪、辐射降低、提高回收程度、减少污染这一系列的对应措施就是必不可少的重头戏。正是要在研发、采购、生产、包装、物流、销售、使用以及回收过程中实现绿色化,这一个个看似零散的产业链条汇集起来,整个服务器行业的“绿化”程度才能得以提高。

沙超群认为,厂商在降低噪音和辐射方面的技术和措施应该来自于对服务器实际使用环境的观察和考量。而针对不同的用户环境,把这些技术贯彻到整个设计和生产过程中。

根据调研结果,人机分离的机房,对噪音和辐射的要求并不是太高,而个人HPC等小集群,由于办公面积有限,个人跟服务器时常“亲密接触”,噪音和辐射问题就会凸显出来。在这种前提下,如何因地制宜,为不同的使用环境提供合理可行的技术服务常常就会成为服务器厂商需要研究的课题。“对于前者,我们会适当得进行一些服务器优化,在降噪和EMI电磁干扰(Electron-Magnetic Interference)上做些工作。但后者的使用环境会要求我们在技术上尽可能得降低噪音和辐射。”沙超群这样解释。

就在去年底,曙光总裁历军在展望今年上市的曙光个人HPC时也曾指出,个人HPC在绿节能方面有两个条件是必须要满足的:一是要省电。他说,企业级的高性能计算机每天的电费动辄几万元,并且要有专用电源,而这对于个人日常办公来说是不现实的,因此,个人HPC要能使用日常电源供电。另外一个是要人性化。一个很大的体现就是要降低日常噪音。他指出,有些刀片服务器在运算时的声音可以和飞机“媲美”,这要摆在办公桌旁同样是不能被接受的。

也正因为如此,对个人HPC的降低噪音、辐射,首先需要优化选择风扇——不同翅片的风扇造成的风压不同,进而影响噪音程度。然后进一步根据环境保证集群的散热。此外,用户可以使用墙壁上自有的普通电压。曙光还计划在HPC里加上水冷措施,以替代噪音的主要来源——风扇。“也许在未来,服务器能够完全摆脱噪音和辐射的困扰。”

而在回收方面,服务器应该选择PCB、焊接的无铅工艺,可分解的塑料原料,这样有利于提高回收程度,减少对环境的污染。不仅如此,还需要国家相关法律法规的出台,以保证厂商的执行力度。
 
标准的路线图

任何产业链的系统化、规模化发展,都很难离开标准的统一化。服务器的“绿化”工作也不例外。2007年3月,由曙光牵头的中国高性能计算机标准工作委员会正式成立,包括芯片、操作系统、服务器、交换存储、基础架构等行业厂商。该委员会在今年四月份召开的第二次工作组会议上成立了节能委员会。沙超群透露,接下来,节能委员会将陆续颁布一系列的节能标准。

而就目前来说,信息产业部正式公布的《节能降耗电子信息技术、产品与应用方案推荐目录》,也可以说是服务器行业的一系列认证标准。该目录重点反映我国节能电子信息技术和产品发展的基本状况,集中展示了利用信息技术促进传统产业节能降耗所取得的成果。其中包括节能服务器产品目录,曙光的产品也榜上有名。
“我们会借鉴国外的先进技术,推出符合中国国情、采用中国标准的产品。但是,这仍需要一段时间,而且目前的水平离服务器行业整体绿化目标还有很大的差距。”

首先在技术上,降频技术可以在不用人工干预的情况下自动调节服务器运载情况,但也存在一些统筹管理上的问题。而水冷、液冷等可以减低噪音的散热技术,对于成本和对机房配置建设的要求都比较高。

其次,在市场推广上,和节能服务器很受大企业、大客户欢迎不同,中小企业并不十分关注绿色产品。这是由于绿色服务器的部件相对普通部件昂贵,这导致了客户初期采购成本的相应提高;再加上对于中小客户来说,服务器本身的能源消耗量也相对较小,因此他们往往会舍弃节能方面的需求。

“其实,长期来看,由于对电力等能源方面的节省,绿色服务器带来的成本并不会增加。”沙超群如是说。

尽管如此,我们都看到,给服务器“减压”的工作已经被各个厂商提上了日程,而且在绿色化的道路上,他们已经行动起来,并取得了一定的成果。即使服务器厂商们尝试的方法各有不同,未来的发展之路仍有不少的困阻,但在绿色IT大趋势下,“减压”后的服务器仍将成为一大潮流。而结合了自身特点的绿色技术的探索和创新,尤为值得关注。

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