IBM Power服务器节能技术知多少？

【IT168 技术】 一、为什么企业需要高效节能的数据中心 企业在不断扩展IT 容量来支持业务增长的同时，数据中心的能耗越来越高，投入的能源成本也在不断攀升。与此同时，随着法律法规不断完善，人们的环保意识不断提升，对企业的环保要求也越来越严格。提高IT 能源效率正在成为企业降低运营成本规划时所关注的重点，也是企业树立良好的环保社会形象的重要因素。所以，向高效节能的IT 环境发展是众多企业提高能源效率采取的有效途径之一。然而企业在创建高效节能的IT 环境进程中通常需要解决下列问题： 1）能源开销持续攀升 随着数据中心能耗的不断增加，能源成本也随之增加，运行和冷却成本也在急剧上升。据IDC 下属公司Energy Insights 近期开展的Johnson Controls 调查显示，“79%的企业预计其能源成本在来年将会继续增长。50%以上的企业预计成本增长率将是6-20%。” 2）资源利用率低下 企业内的IT 资源使用效率低，大量计算资源仅有3%被真正有效地使用。面向应用负载的平均资源利用率是5-20%，导致大量的资源浪费。如果能有效透过虚拟化等手段提升系统使用率，即可降低服务器数量，进一步节省机房的用电需求。 3）CO2 排放量增加 IT 设备的CO2 排放量将达到人为排放量的2%，大致相当于航空业的排放量，带来更多的环境污染。由此可以看出，如何提高服务器的利用率，降低服务器设备能耗，提高冷却效率，是企业降低IT 总能源消耗的关键。 二、IBM Power 服务器绿色节能方案简述 针对上述企业的节能减排需求，我们为您提供一整套基于IBM Power 服务器的绿色节能解决方案，为您搭建高效节能的数据中心： 1) Power 绿色特性：极高的每瓦性能、可变风扇速度、水冷门、刀片中心技术帮助您的数据中心提高冷却效率2) Power 绿色技术：EnergyScale、Power6 休眠模式、EnergyScale I/O、内存控制器动态模式等创新技术可降低服务器设备能耗3) PowerVM 虚拟化软件推动服务器进行整合，提高系统利用率4) 能源管理软件Active Energy Manager 可对服务器实际能耗进行计算、监控、管理和控制。 我们利用Power 服务器的"芯能量” — 先进的绿色环保技术和产品，帮助您降低IT能源成本，并通过提高系统利用率间接降低采购成本。以"芯能量”为“新动力” 助力您的企业在危机中寻求新的生机，从而谋求短期生存与长期发展，最终实现“兴经济” 的目标。 我们通过Power 服务器内置的绿色技术、一系列绿色特性以及软件，帮您实现服务器整合并搭建高效节能的绿色数据中心。 1. Power 绿色技术EnergyScale Power Systems EnergyScale 技术是POWER6 处理器内置的节能技术，可对服务器的部件能耗进行监控、管理和控制。功能包括： 1）内存控制器的动态模式- 降低内存功耗 服务器通常需要配备大批量的内存，所以内存子系统的功耗会占服务器总功耗的一大部分。工作负载通常是不会让所有的DRAM 芯片始终处于繁忙状态的，所以大部分的DRAM电力都被闲置的芯片所耗用，存在功耗浪费现象。 IBM Power 服务器利用内存断电(Memory Power down)技术降低空闲内存芯片的功耗。POWER6 控制器实施队列驱动的策略，只要某插槽的使用请求在控制器中排队，或者必须恢复该插槽的运行，系统便会将DRAM 从断电模式中迁出，基本上不会因为电力原因影响性能，这个机制可帮助系统大幅度降低DRAM 的功耗。 2）EnergyScale I/O 技术– 降低PCI 插槽功耗 该技术可停止对空闲的热插拔PCI 插槽供电，每个插槽最多可节省14 瓦电力。适用于基于POWER6 处理器的所有Power 服务器以及支持的扩展单元。可以自动关闭未用的热插拔PCI 适配器插槽，包括：空白插槽(未安装适配器)、未用插槽(插槽已被分配给分区)属于某个分区的插槽未通电。 当PCI 插槽被动态移出分区/关闭时，系统固件将立刻给这个PCI 插槽断电。系统固件会定期自动扫描所有的热插拔PCI 插槽，以便发现满足未用标准的插槽，然后对它们停止断电。 3）Power 6 处理器休眠模式- 降低处理器功耗 为IBM POWER6 处理器使用的一种低功耗模式，可以暂停对不工作的处理器内核的供电，然后再根据需要恢复供电，以降低处理器的功耗。当处理器处于休眠模式时，会比空闲状态时的处理器节省11%的耗电。 当处理器上没有运行有效的软件线程时，POWER6 处理器就可以进入休眠模式。指定处理器内核上的每个硬件线程都可发布指令，进入休眠模式。如果面向这个内核的两个硬件线程都进入休眠模式，则整个处理器内核都将进入休眠状态。POWER6 内核可以独立进入和退出休眠模式，彼此不影响。处理器的休眠状态可以是断断续续的操作系统或系统管理程序都可以重新唤醒正在休眠的内核。 休眠模式可降低容量点播内核的功耗： -POWER4/5：CoD 内核耗尽全部电力并且运行闲置环路 -POWER6 系统：所有未经许可的内核都处于休眠状态 4）限电(Power Capping)功能 Power Capping 功能通过给服务器功耗值设定限额，将电力消耗控制在一定水平内。使用时在Active Energy Manager 功耗管理软件中设置和激活该功能即可。 在大多数数据中心里，当一个机器安装好后，就会给它配送一定的电力。通常来说，这是一个比较“安全”的电量，会有一定的富余，也许永远也不会用到额外多出来的电力。这些多出来的电力我们把它叫作边际功耗(margined power)。Power Capping 功能允许管理员对当前系统的电能进行重新分配，把现有机器的边际功耗降下来，分配给新的系统。也就是说，在总电力一定的情况下，Power Capping 允许用户向数据中心里继续添加新的机器进去。 -节能模式(Power Saver Mode)：节能模式允许降低固定比例的电压和频率，将电压和CPU 频率下调一个固定的百分比，以此来达到节能的目的。这个百分比是预先定好的，能够保证系统运行在安全操作范围内。 -用电趋势分析(Power Trending)：可持续收集用电数据，提供电源连续使用情况的数据采集。 -热量报告： Active Energy Manager 可以显示出当前环境的温度以及散热情况。 2. Power 系统绿色特性 变速风扇(转速10,500 – 5500 RPM)：可基于环境温度将风扇功耗降低45%(风扇功耗占服务器总功耗的1/3) -水冷门(Rear Door Heat eXchanger)：基于水冷技术的后门热交换器，可驱散超过50%的机柜产热连接在机柜后端(增加5”)无需安装新风扇，也无需增加供电量，更无需重新部署数据中心。 -Rear Door Heat eXchanger 只以传统方法1/4 的成本添加冷却容量 -在海拔高度相同的情况下，水冷效果是空气冷却的3500 倍 -采用BladeCenter 进行整合：采用BladeCenter 将不同服务器平台及系统平台进行整合，从而节约占地空间、降低TCO、集中化系统管理。 3. Power 系统绿色软件 1) 行业领先水平的Power VM 虚拟化功能 服务器虚拟化允许将一个物理服务器分成多个安全的虚拟服务器，从而为合并物理服务器创造了机会，可帮助降低硬件购买成本和管理成本。 PowerVM 是在基于IBM Power 处理器的硬件平台上所具有的虚拟化技术。它是IBM Power System 全新虚拟化技术的统称(包括：逻辑分区，微分区，Hypervisor，虚拟I/O 服务器，APV，PowerVM Lx86，Live Partition Mobility 动态分区实时迁移)。 使用虚拟化技术进行服务器合并是一个非常有效的节约能源的工具。针对拥有大量低端RS6000、p 系列或非IBM UNIX 服务器，电费居高不下，但服务器使用率普遍偏低、机房空间不足、难以扩充的用户，可以选择高端IBM Power Systems 服务器，实施逻辑分区，从而可以采用少量物理服务器，建立多个逻辑分区(Logical Partition)运行多个操作系统和应用，同时通过物理服务器合并，大大提高了物理服务器的使用率，并有效节约了能耗。 动态分区实时迁移(Live Partition Mobility) 允许您将正在运行的AIX 和Linux 分区，以及它们所承载的应用程序从一个物理服务器迁移到另一个物理服务器，而不会对基础服务产生任何影响。这项迁移操作只需要花费几秒钟的时间即可完成，可以维护整个系统事务的完整性。该功能使得您可以在业务的非高峰时段，将工作负载整合从而关闭额外的服务器资源，节省电力消耗。 2)能源管理软件Active Energy Manager Active Energy Manager 能对服务器的实际能耗进行计算、监控、管理和控制，对服务器功耗实施“巡航控制”，最终为用户提供高效节能的数据中心。Active EnergyManager 与智能PDU(iPDU)或EnergyScale 配合使用，能为您提供最广泛的能源管理功能。

日前，国际性能标准化评估组织（Standard Performance Evaluation Corporation，简称SPEC）公布全球最新四路服务器能效测试结果（SPECpower_ssj_2008），浪潮新一代四路服务器NF8480M6以11344分创造了该测试的最好成绩。本次的测试结果被美国环保总署和能源使用效率协会等多家国内外认证机构直接采用，用于服务器设备的节能等级划分。相比同配置产品，浪潮四路服务器性能功耗比最大提升52.4%。也就是完成同样的任务，浪潮服务器仅需要同类机型47.6%的能耗。对于百万台量级的数据中心，若全部应用浪潮服务器节能技术，一年将节约电费达十亿。

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