如何开启企业绿色高性能计算时代？

　　在目前国家节能减排的号召下，绿色计算已经提了两三年了，但是在数据中心，尤其是有几千台或上万台服务器的数据中心环境下，如何尽量实现节能确实还是一个问题。就以国内某些石油勘探系统的高性能计算数据中心来看，每年仅是电费就要上千万元。

　　在传统的服务器里，CPU的功耗会占大约三分之一左右，内存大约占30%，硬盘大约10%，其他的包括主板、风扇等占大约22%，网络设备占大约5%。但如果我们观察整个数据中心的功耗情况，会发现普遍情况下IT设备的功耗仅占整体功耗的30%左右，散热、排风、冷凝管等方面的功耗占到33%。在这里，数据中心电源使用效率（PUE值）很重要。简单地说它就是用数据中心的整个功耗除以用在IT设备上的功耗的比值，这个值越靠近1，就表明综合状态下越节能。目前国内大多数数据中心的PUE值是大于2的，即每消耗一瓦电力在IT设备上，用户还需要一点几瓦的功耗用在配套设施上。而谷歌把PUE值做到了1.2甚至更低（最新的数据表明谷歌的PUE值已经做到小于1.1），这意味着它的额外能源消耗相当小。

　　如何使得数据中心运行更加有效？事实上高功耗不是绿色计算，但是低性能同样不能满足用户所需，降低能耗不能降低性能，否则无法达到用户的要求。从数据中心的层面来说，很多新的数据中心在风道设计上进行了重新设计，很好地降低了无谓的损耗。而其他各种能用的方法更是颇具创新性。比如通常机房是维持在20～24℃恒温，但谷歌经过研究将上限提升到27℃，并在服务器和机柜设计上进行了创新，这同样降低了空调系统的能耗。更极限的想法是把数据中心建筑在更高纬度的地方，利用常年的内外温度差，通过高效冷热交换直接往外散热。

　　从服务器一级来说，我们希望将大多数能耗用在关键的IT部件（如CPU、内存、硬盘和网卡等）上。这首先需要强调的是电源，电源的转换效率会带来非常大的损耗，一般至少会损耗20%左右，如果每一台服务器电源的转换效率在80%甚至90%以上，能源的利用效率就会高很多。其次是除去服务器中不需要的设备，比如说高性能计算中心中绝大多数服务器可能就只需要做计算，所以多余的扩展芯片等部件可以尽量取掉，减少供电，定制化服务器可以帮助满足特别应用的需求。第三点则是智能的功耗控制，如英特尔最新的节点功耗管理技术，能够动态地进行功耗控制，可以通过脚本或定制策略的方式做大面积服务器的功耗控制。在制程技术上，新的英特尔至强 5500系列处理器的闲置功耗可以比原来降低50%左右。我们英特尔新推出的万兆网卡方案也是节能的不错选择。它支持FCOE技术，也就是说让光纤协议可以用在以太网上，客户可以用一种路由器，搭配万兆网卡，同时分出光纤的接口，可以连接到你的存储设备。这样一来，每个服务器的网卡和光纤卡数量都可以大幅度降低，整个数据中心的基础架构可以非常简化，减少大量的交换机，每台服务器可以节省15瓦以上。

　　总的来看，随着新一代服务器平台产品的推出，企业在高性能计算方面可以考虑的方案更加丰富了。有效地优化高性能计算中心，实现绿色计算，不但对我们的环境更有帮助，同时也是为企业节省不小的开支，值得CIO们思考。