每瓦性能成为PK焦点

数据中心追逐每瓦性能
性价比是大家都很熟悉的服务器采购指标，显然，价格不是企业用户为获得计算性能而付出的惟一代价，所以企业用户已经把眼光放得更远，不仅关注服务器的购买价格，而且更 关注服务器的TCO(整体拥有成本)。然而，TCO是一个相对抽象的概念，并没有精确的方法获得精确的数据，因此使其对服务器采购的指导意义受到很大的局限。如果我们能够对服 务器在使用期间的主要投入作出精确的分析，就会为服务器的采购提供有价值的参考。而在TCO当中，通常被忽略的能耗与空间就成为了吞噬IT经费的黑洞。

功耗因素影响数据中心
不久前针对北美企业的一项调查显示，企业IT系统最主要的成本其实是机房设备和空调冷却系统所消耗的电力以及用来放置这些设备的房产和空间成本。这项调查结果让人们大吃 一惊，也使许多企业管理者开始意识到，IT系统采购时不仅应该注意到性价比，更要注意到能耗、散热以及设备所占用的空间。

事实上，冷却费用是使数据中心建造成本大幅增加的主要原因，现在的机架系统电力密度使得温度的上升更加快速。与老式低密度系统相比，每平方英尺40 W的热区，10分钟上升 华氏25度，每平方英尺300 W的热区上升同样的温度所花费的时间不会超过1分钟。然而，现在的数据中心环境中，最高密度的机架区域每平方英尺可能超过200 W，如果数据中心每 平方英尺的建造费用需要400美元才能满足每平方英尺40 W散热的设计，那么所需的空调成本、配电系统以及其他设备需要花费5000美元。如此一来，一个5万平方英尺的数据中心 ，几年前需要花费2000万美元，若按照未来热区需求建造，则要花费2.5亿美元！

既然供电与冷却设备以及与此相关的费用将会成为企业IT设施的重要问题，能够更好地承担网络环境中的新型工作负载、又可以节省电力、减少空间占用和热量散发的服务器产品 自然就会成为新一代数据中心的首选。在过去的几年中，服务器的体积的确在缩小，但其电力消耗和冷却需求却在增加，主要原因在于每台服务器中所安装的处理器数量在增加。 面对电力消耗与散热的严重问题，企业机构的IT主管开始关注“性能/瓦特”这样一个新指标。也就是说，在选购服务器时注意其性能与能耗和散热方面的相对指标。而Sun公司则 提出了更具体的指标体系——SWaP（Space，Watts and Performance，空间、瓦特和性能），用来帮助企业用户衡量服务器是否能够贴上“绿色计算”的标签。

用户需求加速每瓦性能发展
实际上，最早对每瓦性能提出要求的用户都是数据中心用户，或者是部署了巨大的x86服务器集群的用户。6月28日，CECA国家信息化测评中心公布了《中国信息化500强企业节能调 查报告》，这份报告是CECA国家信息化测评中心以历年信息化500强企业及参与500强调查的国家重点大型企业为样本，所做的中国信息化500强企业计算节能调查。调查结果表明， 节能型计算产品的应用成为未来企业信息化建设的又一趋势，目前已经有10.92%的企业明确表示将在下一步建设中采用节能型计算产品，还有62.19%的企业表示未来将考虑应用， 综合二者，有70%以上的企业表示出对节能型计算产品的偏爱，如何降低能耗已经成为IT厂商不可回避的问题，而国家信息化测评中心也正在计划将节能作为一个新的指标写入企业 信息化评价指标体系中。

“由于大规模的计算机群的存在，高性能计算机群的耗电问题确实是到了一个非常严重的地步。以前，其他院系的人都认为将高性能计算机群放在我们这，使我们占了很大便宜。 其实并非如此，每月4万元的电费可不是小数目。”清华大学计算中心的郑纬民教授表示，“为了降低机群的运行费用，我们甚至还自行开发了一些相关软件。”

南京大学的周会群博士表示，“由于科学计算对计算能力的需求，我们需要性能强大的服务器，并期望通过扩大节点数的方式来扩充对计算能力的需求。但这会导致两个问题：管 理问题和能耗问题。我们现在经常用几百个甚至是上千个计算服务器来构成集群，带来极其巨大的管理负担，但即便是这样也无法满足我们现在对于科学研究计算能力的需求。至 于能耗问题，我们做过一个简单的计算，构建一个由200～300台服务器组成的集群，每一年要耗费上百万元的电费，这是一个沉重的负担。作为科学研究人员，我们提出的需求很 明确：尽量提高在单位面积内的计算能力、尽量降低能耗，也就是提高每瓦能耗所产生的计算能力。”

提高每瓦性能等于降低数据中心TCO
对于数据中心而言，提高每瓦性能非常有助于降低TCO。优化过的处理器功耗为数据中心节省的费用看似微不足道，但随着处理器的增加，带来的好处会越来越明显。处理器所消耗 的电量非常可观，冷却处理器所需的用电量与处理器本身的用电是相当大的。更大的处理器密度，同时降低总体耗电，数据中心就无需改用大容量的冷却系统，就能以更高密度和 更少的设施成本建立数据中心。

有一个实际案例，是以一个公用的电力计算程序在供电为9 KVA的情况下装配42U机架，计算程序统计了处理器的数量、内存的数量、PCI卡的数量、硬盘的数量与容量，测试了基于 不同功耗下的两种处理器，估计出机架的热量/电力最大只能安装基于高能耗处理器的23台1U服务器，但却能安装29台基于低能耗处理器的1U服务器，相较增加了25％。由此可见， 理论上42U机架最大可以支持42台1U服务器，但由于配电的限制，往往都不能插满。这种情况在刀片服务器上的表现更加明显，在某刀片服务器厂商的用户手册上还特别说明，不能 插满应用最高主频的刀片服务器，其根本原因也是电源功率不够。难怪Sun公司副总裁颜维伦博士表示，“在业界的努力下，原以为是最大问题的管理问题在第一代刀片服务器当中 表现得并不明显，而电源与散热问题成为了最需要优先解决的问题。对于以提高计算密度作为其首要目的的产品而言，由于电量不足而不能满载是一件非常可笑的事情。”