提高数据中心服务器的效率的方法

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无论是企业数据中心、托管数据中心还是云计算数据中心，它都必须一天24小时运行，以支持这些任务关键型应用。因此，运营数据中心的首要任务是提高可靠性。

研究表明，尽管数据中心的能耗成本很高，但服务器的效率却越来越高。

每个数据中心都有大量运行各种工作负载的服务器。无论是企业数据中心、托管数据中心还是云计算数据中心，它都必须一天24小时运行，以支持这些任务关键型应用。因此，运营数据中心的首要任务是提高可靠性。

一旦可靠性任务完成，其成本和效率成为首要问题。为了确保可靠性，一些早期数据中心的电源和冷却设备被过度设计，但运营商很快发现，超过一半的能耗用于保持it硬件的冷却和冷却，而计算硬件的实际能耗不到一半。

多年来，行业制造商致力于提高冷却系统的效率，因此数据中心新一代设备的能效(pue)等于或低于1.2，这意味着80%以上的电力将用于服务器的运行。

服务器的效率和能耗

因此，现在是时候更详细地研究服务器的效率和能耗了，因为这是数据中心能耗的主要部分。受美国能源部委托，劳伦斯·伯克利国家实验室对这一问题进行了研究，并于今年2月发布了一份调查报告，其中披露了一些有趣的统计数据。

首先，这项研究证实了一个经常被引用的经验法则，即数据中心消耗的能源现在只占全球能源消耗的一小部分。根据美国能源部发布的调查报告，到2018年，这个数字接近1%。

这个数字听起来可以控制，但它掩盖了数据中心能耗已成为一种负担的事实。例如，爱尔兰正面临数据中心建设的热潮，但其电网扩容能力有限，难以满足电力需求。根据爱尔兰工程学院研究人员的预测，到2027年，爱尔兰电网中31%的电力将供应给数据中心。

第二，该报告显示，总人数的增长不如一些人担心的那样快。与2010年相比，2018年数据中心的工作负载和计算实例增加了六倍多，但功耗仅增加了6%。

数据中心性能和成本的提高

戴尔技术公司emea的数据中心电源部门主管Jimhearnden表示:“提高数据中心的能效不仅是一项环保战略，也是管理运营成本的一个关键方法，这使其成为行业的重中之重。”大多数it经理都希望提高与数据中心相关的能效，尤其是提高性能和降低成本。”

显然，数据中心的效率有了巨大的提高——正如人们预期的pue值下降一样，大部分能耗来自数据中心的冷却设备。从2010年到2018年，数据中心服务器的能耗增加了25%。

研究表明，这是一个实质性的增长，虽然它的增长速度远远小于工作负载增长的六倍，但它也表明服务器的效率越来越高，它可以用更少的能耗处理更多的工作负载。

其中大部分归功于更强大的处理器。英特尔公司前首席执行官戈登·摩尔预测，信息技术仍处于摩尔定律时代，芯片上的晶体管数量每两年翻一番。芯片上的晶体管越多，计算能力就越强，因为更多的计算可以在芯片上完成，而无需传输到相邻的芯片。

根据英特尔公司大卫豪斯的观察，摩尔定律意味着处理器的计算能力应该每18个月翻一番，而不会增加能耗。像处理器一样，构成数据中心服务器的所有组件都有可以消除的能耗。

据主板供应商supermicro的技术营销高级总监dougherz称，该公司生产的主板被许多大型数据中心的建筑商所使用，该公司一直致力于提高服务器的效率。

他说:“美国的数据中心能耗增长已经开始趋于稳定。由于采用了多种节能技术，增长速度没有那么快。尽管服务器运行更多的工作负载，但它们消耗的能量更少。我们发现，问题在于数据中心运营商没有关注闲置服务器及其成本，而采用新的管理软件有助于降低能耗。”

空闲功率

研究表明，一台使用了5年的服务器空空闲时的能耗为175w，并不比其满载时的能耗低多少。近年来，闲置服务器越来越多，但herz估计，运行空闲置服务器的数据中心可能会浪费三分之一甚至一半的能耗。

管理软件可以平衡工作量，合理分配任务，从而减少服务器的空闲时间。Herz说:“该软件不仅用于监控数据中心的服务器，还用于平衡数据中心的工作负载和优化电源。如果您有大量的工作负载，它必须均匀地分布在特定数量的服务器上，并且可能有更有效的方法来实现这一点。此外，数据中心中的服务器需要进行整合和优化，以使其中一些服务器满负荷运行。这可以实现规模经济。”

可以在更高的级别优化数据中心的能耗。例如，法国供应商ovh使用超微的主板，并通过特别调整的机架和水冷系统定制其服务器，以实现更有效的冷却。

ovh的首席工业官Francoissterin说:“这具有重大的商业意义，使我们的服务器非常节能和更具成本效益。”

显而易见，能效现在是数据中心所有级别的重中之重。更高效的服务器处理器得到更有效的管理和更持续的使用，因此它们可以以更低的能耗处理更多的工作负载。

同时，服务器采用智能冷却技术，液冷可以降低冷却系统的能量需求，使it硬盘能够在更高的温度下运行，从而减少电能的浪费。

但是摩尔定律将会终结，芯片密度不会无限增加，同样的性能改进也不会实现。如果冷却效率尽可能提高，芯片效率开始稳定，如何寻求下一次效率提高？一种可能性是优化处理器上运行的软件程序:有多少计算资源因低效代码而被浪费？

另一种可能性是电力传输。远程传输电力的高压电缆将导致8%至15%的电力损失。为了减少损失，最好使用本地化的电源，例如靠近数据中心的微电网。

如今，用户对数据中心的需求越来越大，他们有很多创造力。提高数据中心效率的下一个阶段可能更有趣。

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