高性能计算节能降耗是个系统工程

ZDNetChina服务器站 9月5日集群分析 HPC往往担负着超出常规的计算能力，以2007年BGP所承担的10个计算项目为例，最小的数据量是1.2TB，最大的为23TB。利用1000个CPU，某些项目的计算时间都要超过50天。刘旭林也表示，虽然北京市气象信息中心的高性能计算机达到了9.8万亿次/秒，但是由于要承担奥运会气象服务这样数据量巨大的任务，9.8万亿次/秒的计算能力还是有些不够用。

    因此，对于HPC的高能耗，很多人会把目光集中在CPU上。的确，CPU不但自身耗电量大，而且由于产生大量热量，又迫使冷却系统消耗大量电能。虽然目前Intel、AMD、IBM等厂商都在通过提高设计和制造工艺来降低CPU的能耗，但是由于HPC的特殊工作性质，其CPU仍然成为能耗大户。

    与普通的数据中心不同，HPC节能降耗更为艰难。“普通的数据中心可以通过降低电压、动态平衡负荷的方式来降低CPU能耗。但是高性能计算机却不能如此，因为负担的数据量太大，CPU的状态可以说就是在零和百分之百之间转换。”清华大学计算机系主任助理陈文光告诉记者。

    所以，目前一些业内人士表示，HPC的节能降耗不能只盯在CPU上。

    赖能和透露，目前BGP采用了曙光公司开发的针对整个高性能计算机的节能和监控软件，动态调整整个计算系统的状态，节能效果达到了35%，单个节点可节省60W的功耗。以1000个节点为例，一年可节电52万度。

    有资料显示，奇梦达、澜起科技等半导体公司正在另辟蹊径，针对高性能计算中广泛应用的FB-DIMM内存控制芯片AMB进行节能设计。目前，已经有AMB芯片可以将功耗控制在4瓦以下，相比以前的产品降低了将近3瓦功耗。以一个4 核CPU服务器为例，如果插满32条内存，就可以降低将近100瓦能耗。如果应用到具有上百个、上千个甚至上万个节点的HPC中，节电效果将非常显著。

    APC公司工程师刘勇告诉记者，根据从客户中获得的反馈信息，实际上很多HPC用户还没有认识到节能降耗是个系统工程。“很多人认为，CPU发热量大，那我就再配置一个大功率的空调来直接对其制冷送风。这样一来，CPU的能耗虽然下去了，但是空调的能耗却被忽视了。”

    所以，刘勇在与客户的交流中，经常会向他们提供一些从HPC整个系统的方方面面入手降低能耗的建议，而这些方面往往都容易被用户所忽视。“我可能会建议他们安装更好的散热通风设备，例如盲板，使空调冷风精确输送到需要制冷的设备上，而不是简单地增加空调制冷量。或者采用更好的线缆管理方式，使得机柜后部更有效地利于IT设备散热，而不阻挡热量散出，这都可以在很大程度上节能降耗。”

    作为“HPC节能降耗是个系统工程”观点的支持者，陈文光表示，HPC在CPU层面、操作系统层面、应用软件层面、机房制冷层面都应该具有节能降耗的解决方案，而且这些解决方案必须相互间有所关联和互动，才能保证整体节能降耗的效率和效果。