内存：被忽视的能源问题

    ZDNetChina服务器站 10月19日组件/芯片讯  功效和微处理器已经成为了相当受关注的话题，这主要是因为英特尔和AMD对低功耗的呼声渐渐高了起来。

    然后，在那个冰箱大小的嗡嗡作响的黑色塑料以及金属盒子里有一个被人忽视了的东西正在消耗大量的电能并产生热量：那就是内存。

    内存条都是塑料和硅制的，大部分都不像CPU那样需要散热槽。然而，它们消耗了数量可观的电能，并且在这个64位处理器的年代，它们变成了隐藏的电能开支。

    32位处理器的一个主要限制因素是对内存4GB的限制。现在我们坚定地步入了64位处理器的时代，那条限制已经消失了，随着单核CPU和AGP总线一起化为灰了。一个64位的机器能够轻松地处理64GB，128GB或者更高的内存，最多可达16PB。

    由于对虚拟化技术的狂热，人们在一个系统上同时运行5个、10个或者20个虚拟服务器，那意味着这些怪兽一样的系统需要大量的内存。不像当初一台服务器只有一对2GB内存条的时候了，现在它们需要多达32个内存条。许多四插槽底板的每个插槽上有8个内存连接插槽。

    一个内存条，或者DIMM，能够消耗多达12瓦的功率。再将其乘32倍，忽然你就会发现什么是紧随着存储的最大的单一耗能大户是取决于你用了什么类型的内存。在采购系统的时候一直都事后才被考虑到的东西将要成为关系到电能制约的主要因素。

    DDR，也就是双倍速率内存，应用于台式电脑，笔记本电脑和视频卡中。现在，电脑都是用DDR2，这是此技术的第二代产品，而DDR3，目的是更快速度和更低功耗，正在开发当中。AMD在它基于皓龙处理器的服务器中使用了DDR2内存。

    然而，英特尔在它的基于至强芯片的服务器中使用了完全缓冲的DIMM或者FBDIMM。FBDIMM在内存条的中间有一个称为高级内存缓冲（AMB）的芯片，这在正常DDR2内存条里是没有的。

    AMB是一个串行接口，增加了内存的带宽并且使在一个连接插槽中放入8个内存变得更为容易，而且不会造成性能的下降。在一个8 DIMM口的连接插槽中，一旦你防止了超过4个内存条，那么内存的性能将会有下降。AMB同样对于访问大量的连续内存非常有效而且提供DDR所不具有的错误修复功能。

    可是，缺点在于电能消耗的问题。任何一个FBDIMM都要比DDR2内存条多消耗5到8瓦的功率。如此高功率消耗的原因在于AMB在低负载下也没有真正休息的机会。一个名为Neal Nelson BenchmarkLaboratories的标准实验室对功耗问题作了一系列的测试。

    其测试发现，空闲的时候，一个双处理器双核至强服务器的功耗是119.3瓦，而一个双核双处理器皓龙服务器只有66.7瓦的功耗，基于皓龙的机器节省了44%的电能。两台机器都有8GB的内存。

    在有500虚拟用户的满负载情况下，至强的系统功耗是145.5瓦而皓龙的系统功耗则是134.8瓦，皓龙还是有7.8%的优势。英特尔拒绝对这一测试结果发表评论。

    另一系列的测试由爱好者的网站Anandtech完成，并且测试发现至强服务器中FBDIMM的功耗比AMD服务器中的DDR2要多出8.82倍。

    AMD在指出这一差距时没有任何的犹豫。“当你运维数据中心的时候，你所担心的并不只有峰值的负载，而是从空闲到峰值这整个范围内的负载状况。”皓龙的产品经理Brent Kerby表示，“如果你看了DDR2内存条空闲状态下的测试数据，它的功耗大大低于一个FBDIMM条，因为FBDIMM必须一直给AMB提供电力。”

    英特尔承认了这一测试结果，并且表示将在未来的设计中处理这一问题。“我们推出FBDIMM的初衷是其不降低性能表现的能力。那是缓冲器的优点所在。”英特尔服务器营销小组的平台技术专家Scott Huck说道。

    “你可以仍旧使用FBDIMM，并且在性能上不会有损失。我们曾经试图处理容量的问题而不需要造成性能的下降。问题就在于得看看产业往什么方向发展。虚拟化风潮已经席卷全球，它同时需要性能和容量，而且丝毫没有周转的余地。”

    出于不同的原因，AMD和IBM都选择了DDR2而不是FBDIMM，但是现在两家公司都注意到了功耗上的差别。（IBM为它的X-Architecture服务器制作了一个定制的底板芯片，该芯片完成AMB芯片的工作，因此IBM表示在它的至强服务器上不需要FBDIMM）。

    “我们不得不考虑怎样才能使整个系统更有效率。那么我们不得不考虑如何处理整个功耗问题以及它会如何影响整个系统的设计。”AMD的商业营销主管这样说道。

    “根据对事情发展方向所作的估计，我们认为DDR内存将有更好的功耗效率，因此尽管和产业趋势背道而驰，我们依然做出如此的决定。”她补充道。

    IBM X 服务器的产品销售经理Jay Bretzmann又补充道“公略问题时我们不使用FBDIMM的一个原因，但是价格问题则是更大的原因。它一向都非常昂贵，但从那时起这一差距就一直在缩小。然而功率则是长久存在的一个问题。”他说道。

    因为现在虚拟化服务器普遍的利用率在7%到12%，对于这些服务器来说保持内存的处理加速并不是一件很有效率的事。甚至因为有了虚拟化，Bretzmann指出服务器的利用标准将达到30%至50%。但如果内存不能够回复到一个低负载的水平，那么很多功率还是白白被浪费掉了。

    关于FBDIMM还有第二个问题，那就是热量。FBDIMM需要散热器，因为它的热量产生实在太快了。如果内存调用非常随意，其实常常就是这样的，那么一个未缓冲的模板上的热量会均匀地扩散到整个内存条。
但是在FBDIMM上，所有内存访问必须经过AMB，并且在高负载的时候其周围的热能聚集会非常快，同时又不像DDR内存条那样热量能够散布出去。“所有的热量都聚集在那一个地方。因为这一个部分过热，英特尔的处理器会发现这个问题并且会大大降低它的性能，因为它太热了。”Semico Research的分析家Bob Merritt说道。

    Huck表示“我们正在设法决定当没有数据经过接口的时候关闭该数据路径的电源。同样类型的技术能够用于任何其它的串行接口上，比如系统中的PCI Express或者其他类型的串行接口，因此当你没在传输数据的时候，总线能够进入一个低功耗的模式。”

    英特尔本周正在举行一年一度的开发者论坛，并且在周三的时候对这一领域的一些消息做了承诺。现在，内存功耗是AMD和英特尔之间最主要的差别。问题在于这会影响到采购的决定。

    “我不知道它是否会变成一个采购的问题。”Merritt表示，“功耗越来越不是一个简单的问题了，如何避免巨大的功耗正在受到众人的关注，但又有太多的方法可以衡量这个问题。”

    他还补充道，如果Intel没有看到由于内存选择所带来的销售上的下降，那么公司将坚持下去，但如果由于内存功耗的缘故销售量下降了，公司也一直能够给出更好的价格或者性价比。

    此外，Bretzmann还表示“在人们的意识中它并不是重要的以及核心的，但IBM的一个突出贡献就是‘绿色化’。我们将继续把绿色特性加入到我们的服务器之中。”并且较低的内存功耗将是一个关键的环节，他说。