IT架构优化与绿色IT运维管理相辅相成

随着低迷的经济环境的延续，IT架构优化的迫切性也正与日俱增，而当企业IT主管将IT架构优化与成本挂钩的同时，也要看到，与之相对应的IT运维管理也必将产生新的变化，甚至在某些关键点上，更有赖于后期使用中的却给管理，比如绿色节能。

虽然说，IT架构优化通过合理的调配、整合处理资源，可以最大限度的去削减物理服务器的数量，这从纯能源消耗的对比上，已经为绿色化加分不少了，不过要做到更为细致的绿色节能，就不能忽略后期使用中的运维管理。如果IT架构优化是在物理上提供了节能降耗的支持，那么更为智能的运维管理就是在逻辑上将这一亮点进一步发扬光大。

打个比方，当你拥有一台PC时，绿色的理念让我们更希望它拥有更为智能的电源管理技术，应用负载高的时候，CPU/GPU的主频才会提高，功耗才会升高，反之，电脑的功耗就处在尽量低的水平上。总之，负载曲线与功耗曲线尽量贴合是最根本的追求。但如果你拥有5台PC呢？由于你家里的电源总功率有限，你将如何就调配这5台电脑的功率分配呢，显然用“人肉”的方法非得把人累死，比如电脑A在做3D渲染，你在电脑B正上玩大型的3D游戏，电脑C是你老婆在上网，电脑D是你孩子在看电影，电脑E则正下载片子……如果全部按满功率计算，你家的总电源不够，这时你又将如何调整各电脑的耗电情况呢？我相信你肯定会让3D渲染和3D游戏的机器全功率运转，其他的就尽量的低功率运转就OK了，可万一你儿子又开始玩3D游戏呢？可见，如何去动态的按某一总功率封顶的设置去调配这些电脑的功率的确就是个问题。

其实，在很多机房里也都有这样的问题出现——你可以是以机房来划分一个功率控制单位，也可以是以机架来划分一个功率控制单位。或者说，只是企业内部自己的若干台服务器，也许你也希望它们能在某一总功率的限定条件下工作，因为不见得所有的服务器均同时在满负荷的情况下工作，这里就有很大的节电空间，如何更好的去挖掘它就将关系到如何更好的节省运营开支。

不过，与虚拟化不同的是，这种功率上的控制更多的涉及到硬件的配合。通过更高级的虚拟化软件功能就可以实现更为灵活的虚拟机的部署与调配（硬件的虚拟化技术的支持更多的是降低虚拟化过程中的系统开销），但功率的控制不仅仅要求软件有这方面的功能，也需要硬件有这方面的控制机制。硬件能提供的可控机制越丰富，软件的控制能力才有可能更充分的发挥出来。所以，从绿色化的IT运维管理角度上讲，也就必须要在设备选型时注意硬件上的能耗控制特性。

我们可以设想这样一个场景：白天公司的业务繁忙，服务器负载水平高，但公司对总能耗设置了封顶功率，并在运维管理上设定了优先保证的关键业务服务器，在特殊的情况下，其他的服务器可以适当的根据需要进行功率的减配，以优先供给关键业务服务器。受功率减配的服务器则根据负载的水平调整到最为接受的功耗等级上。显然，这个等级的划分越细，调控的效率也就越高，也就可以最大限度的在满足功率控制要求的同时满足企业应用的需求。到了晚上，业务不再繁忙，这时可以将相关应用的虚拟机进行迁移集中，只让少数几台服务器工作，而其他的服务器尽量以低功耗甚至是待机状态运行，从而最大限度的节省电力开支，到了第二天白天再把虚拟机分派出去，开始新的一天的忙碌工作……

可见，虚拟机的动态调配是虚拟化管理软件的事情，而功率封顶与功率供给的调配就是运维管理的事情了。那么怎样才能将这样的控制与调节细致化呢？底层的硬件支持显然是少不了的。而一台服务器中，功耗大户首推CPU，CPU的能耗管理的智能化，无疑将大大提高服务器能耗管理的水平。这方面，新近推出的至强5500处理器就是一很好的例子。

为了应对绿色IT的需求，英特尔这次在至强5500处理器上加入了更多更先进的电源管理技术，而且与以往的降频控耗的传统思路不同的是，英特尔提出了在总设计热功率(TDP，Thermal Design Power）上限之内进行适当的超频的方案，从而更好的满足应用的需求，这就像我们上面所说的功率封顶下的内部调节，只是上面说的是以服务器集群为基础，而在CPU中也是一样。

 
至强5500内部采用了电源控制单元（PCU，Power Control Unit）来精确调整每个处理核心的电源与频率状态

至强5500通过内置的PCU可以对每个处理内核进行精确的电源状态调节。它可以根据需要将工作频率进行提升，也可以将某个内核关闭，以降低空闲能耗（Idle Power），相对于上一代产品（Xeon 5400系列）有了巨大的进步。事实上，至强5500的空闲能耗是非常低的，只有10W，比5400的16W下降了37.5%。另外，PCU还能提供多达15级功耗（频率）状态以满足不同应用负荷的能耗控制需求，它可以让CPU的能耗曲线更为接近应用负载曲线（负载高时、频率高、能耗高；负载低时，频率低、能耗低），让每一分的电源能耗成本都花在刀刃上。在状态等级的切换方面，至强5500只需2微秒（μs），响应更为迅速。

 
至强5500的Turbo Boost技术图示，相关说明见正文

而借助PCU，英特尔还提出了Turbo Boost运行模式。这是一个新的性能管理方案，与以前一味的降低主频以达到控制能耗的想法不同，Turbo Boost的主旨在于——在不超过总TDP的前提下，尽量挖掘CPU的性能潜力。

上图就是Turbo Boost的工作模式图解：①代表在TDP的限制下，4个核心共同工作；②代表当应用负载提高时，系统可以在TDP的允许范围内对核心主频进行超频；③代表如果应用负载只在两个核心上，那么可以把另外两个核心关闭，并把节省下的电力提供给剩余的两个核心，让它们达到更高的频率，当然这也是在TDP范围内进行调整。如果把这一技术套用到集群的功率控制上，就相当于上文所描述的——保证关键服务器的功率供给，限制其他服务器的能耗等级，或者是在夜晚负载强的时候，将负载集中化，以让更多的服务器进入待机状态。

因此，我们可以看出来，至强5500不仅提供了比上一代产品更精细的电源管理模式以及更高的电源管理效率，并且还提供了强大的性能挖掘模式，以更好的满足用户的应用处理需求，真正做到了节能与高效并举。

而为了更好的管理至强5500服务器，英特尔公司还专门推出了英特尔数据中心管理（DCM）平台以帮助客户更好的管理他们手中的至强服务器，管理平台将充分利用其强大的平台性能，结合英特尔节点管理器技术，为用户提供最优的数据中心能耗管理方案。更重要的一点是，英特尔的DCM平台是基于标准的智能型平台管理接口（IPMI，Intelligent Platform Management Interface）开发的，因此第三方的（包括OEM厂商）运维管理软件均可以通过IPMI来调用DCM，也就说DCM可以作为一个模块整合于其他的运维管理软件中。而随着至强5500服务器的上市与普及，很多著名的管理软件也必将加入英特尔的这套DCM的相关指令集，以具备更强大的至强服务器的管理能力，这一点不得不说是近期x86服务器市场的一大亮点，值得准备进行IT架构优化的IT主管们关注。