❶ 請問有哪些技術可以解決刀片式伺服器的散熱和能耗問題
惠普推動綠色刀片策略造綠色數據中心
隨著國家政策對節能降耗要求的提高，節能降耗正成為國家、全社會關注的重點。而IT能耗在所有的電力使用當中所佔比重的不斷上升，已經使其成為社會提倡節能降耗主要領域之一。做為全球領先的IT公司和一傢具有強烈社會責任感的企業，惠普公司積極倡導「綠色IT」的理念，並加大研發，推出了一系列的針對綠色IT的創新技術和產品。10月26日，惠普公司在香山飯店舉辦了「綠色刀片」的研討會，介紹了惠普公司新一代數據中心以及新一代刀片系統BladeSystem c-Class在供電散熱等方面的綠色創新技術以及環保節能優勢，並推出了針對綠色數據中心的完整解決方案。
長期以來，更強大的數據中心處理能力一直是我們追求的目標。但在能源開銷與日俱增的今天，處理能力發展的另一面是需要消耗更多的資源。而且隨著伺服器密度的不斷增大，供電需求也在相應增加，並由此產生了更多的熱量。在過去的十年中，伺服器供電密度平均增長了十倍。據IDC預測，到2008年IT采購成本將與能源成本持平。另一方面，數據中心的能耗中，冷卻又佔了能耗的60%到70%。因此，隨著能源價格的節節攀升，數據中心的供電和冷卻問題，已經成為所有的數據中心都無法迴避的問題。
惠普公司十幾年來一直致力於節能降耗技術的研究，並致力於三個層面的創新：一是數據中心層面環境級的節能技術；二是針對伺服器、存儲等IT產品在系統層面的綠色設計；三是對關鍵節能部件的研發，如供電、製冷、風扇等方面的技術創新。目前，來自惠普實驗室的這些創新技術正在引領業界的綠色趨勢。針對數據中心環境層面，惠普推出了全新的動態智能冷卻系統幫助客戶構建新一代綠色數據中心或對原有數據中心進行改造；在設備層面，惠普的新一代綠色刀片伺服器系統以能量智控（Thermal Logic）技術以及PARSEC體系架構等方面的創新成為未來數據中心節能的最關鍵基礎設施；同時這些創新技術體現在一些關鍵節能部件上，如Active Cool（主動散熱）風扇、動態功率調整技術（DPS, Dynamic Power Saver）等。惠普公司的綠色創新將幫助客戶通過提高能源效率來降低運營成本。
HP DSC精確製冷 實現綠色數據中心
傳統數據中心機房採用的是平均製冷設計模式，但目前隨著機架式伺服器以及刀片伺服器的出現和普及，數據中心出現了高密度伺服器與低密度混合的模式，由於伺服器的密度不均衡，因而產生的熱量也不均衡，傳統數據中心的平均製冷方法已經很難滿足需求。造成目前數據中心的兩個現狀：一是目前85％以上的機房存在過度製冷問題；二在數據中心的供電中，只有1/3用在IT設備上，而製冷費用佔到總供電的2/3 。因此降低製冷能耗是數據中心節能的關鍵所在。
針對傳統數據中心機房的平均製冷弊端，惠普推出了基於動態智能製冷技術的全新解決方案——「惠普動態智能冷卻系統」（DSC, Dynamic Smart Cooling）。動態智能冷卻技術的目標是通過精確製冷，提高製冷效率。DSC可根據伺服器運行負荷動態調控冷卻系統來降低能耗，根據數據中心的大小不同，節能可達到20 %至45%。
DSC結合了惠普在電源與冷卻方面的現有創新技術，如惠普刀片伺服器系統 c-Class架構的重要組件HP Thermal Logic等技術，通過在伺服器機架上安裝了很多與數據中心相連的熱能探測器，可以隨時把伺服器的溫度變化信息傳遞到中央監控系統。當探測器傳遞一個伺服器溫度升高的信息時，中央監控系統就會發出指令給最近的幾台冷卻設備，加大功率製冷來降低那台伺服器的溫度。當伺服器的溫度下降後，中央監控系統會根據探測器傳遞過來的新信息，發出指令給附近的冷卻設備減小功率。惠普的實驗數據顯示，在惠普實驗室的同一數據中心不採用DSC技術，冷卻需要117千瓦，而採用DSC系統只需要72千瓦。
惠普刀片系統：綠色數據中心的關鍵生產線
如果把數據中心看作是一個「IT工廠」，那麼「IT工廠」節能降耗不僅要通過DSC等技術實現「工廠級」環境方面的節能，最重要的是其中每一條「生產線」的節能降耗，而數據中心的生產線就是伺服器、存儲等IT設備。目前刀片系統以節約空間、便於集中管理、易於擴展和提供不間斷的服務，滿足了新一代數據中心對伺服器的新要求，正成為未來數據中心的重要「生產線」。因此刀片系統本身的節能環保技術是未來數據中心節能降耗的關鍵所在。
惠普公司新一代綠色刀片系統HP BladeSystem c-Class基於工業標準的模塊化設計，它不僅僅集成了刀片伺服器和刀片存儲，還集成了數據中心的眾多要素如網路、電源/冷卻和管理等，即把計算、存儲、網路、電源/冷卻和管理都整合到一起。同時在創新的BladeSystem c-Class刀片系統中，還充分考慮了現代數據中心基礎設施對電源、冷卻、連接、冗餘、安全、計算以及存儲等方面的需求。
在標准化的硬體平台基礎上，惠普刀片系統的三大關鍵技術，更令競爭對手望塵莫及。首先是惠普洞察管理技術——它通過單一的控制台實現了物理和虛擬伺服器、存儲、網路、電源以及冷卻系統的統一和自動化管理，使管理效率提升了10倍，管理員設備配比達到了1：200。第二是能量智控技術——通過有效調節電力和冷卻減少能量消耗，超強冷卻風扇相對傳統風扇降低了伺服器空氣流40%，能量消耗減少50%。最後是虛擬連接架構——大大減少了線纜數量，無需額外的交換介面管理。允許伺服器額外增加、可替代、可移動，並無需管理員參與SAN和LAN的更改。
目前，惠普擁有完整的刀片伺服器戰略和產品線，既有支持2路或4路的ProLiant刀片伺服器，也有採用安騰晶元的Integrity刀片系統，同時還有存儲刀片、備份刀片等。同時，惠普BladeSystem c-Class刀片伺服器系統已得到客戶的廣泛認可。根據IDC發布的2006年第四季度報告顯示，惠普在刀片伺服器的工廠營業額和出貨量方面都占據了全球第一的位置。2007年第二季度，惠普刀片市場份額47.2%，領先競爭對手達15％，而且差距將會繼續擴大。作為刀片市場的領導者，惠普BladeSystem c-Class刀片系統將成為數據中心的關鍵基礎設施。
PARSEC體系架構和能量智控：綠色生產線的兩大核心戰略
作為數據中心的關鍵基礎設施，綠色是刀片系統的重要發展趨勢之一，也是數據中心節能的關鍵所在。HP BladeSystem c-Class刀片系統的創新設計中，綠色就是其關鍵創新技術之一，其獨特的PARSEC體系架構和能量智控技術就是這條綠色生產線的兩大關鍵技術。
HP PARSEC體系結構是惠普刀片系統針對綠色策略的另一創新。目前機架伺服器都採用內部幾個小型局部風扇布局，這樣會造成成本較高、功率較大、散熱能力差、消費功率和空間。HP PARSEC（Parallel Rendant Scalable Enterprise Cooling）體系結構是一種結合了局部與中心冷卻特點的混合模式。機箱被分成四個區域，每個區域分別裝有風扇，為該區域的刀片伺服器提供直接的冷卻服務，並為所有其它部件提供冷卻服務。由於伺服器刀片與存儲刀片冷卻標准不同，而冷卻標准與機箱內部的基礎元件相適應，甚至有時在多重冷卻區內會出現不同類型的刀片。配合惠普創新的 Active Cool風扇，用戶就可以輕松獲得不同的冷卻配置。惠普風扇設計支持熱插拔，可通過添加或移除來調節氣流，使之有效地通過整個系統，讓冷卻變得更加行之有效。
惠普的能量智控技術(Thermal Logic)是一種結合了惠普在供電、散熱等方面的創新技術的系統級節能方法，該技術提供了嵌入式溫度測量與控制能力，通過即時熱量監控，可追蹤每個機架中機箱的散熱量、內外溫度以及伺服器耗電情況，這使用戶能夠及時了解並匹配系統運行需求，與此同時以手動或自動的方式設定溫度閾值。或者自動開啟冷卻或調整冷卻水平以應對並解決產生的熱量，由此實現最為精確的供電及冷卻控制能力。通過能量智控管理，客戶可以動態地應用散熱控制來優化性能、功耗和散熱性能，以充分利用電源預算，確保靈活性。採用能量智控技術，同樣電力可以供應的伺服器數量增加一倍，與傳統的機架堆疊式設備相比，效率提升30%。在每個機架插入更多伺服器的同時，所耗費的供電及冷卻量卻保持不變或是減小，整體設計所需部件也將減少。
Active Cool風扇、DPS、電源調整儀：生產線的每個部件都要節能
惠普BladeSystem c-Class刀片系統作為一個「綠色生產線」，通過能量智控技術和PARSEC體系架構實現了「生產線」級的節能降耗，而這條生產線上各組成部件的技術創新則是綠色生產線的關鍵技術保障。例如，深具革新意義的Active Cool風扇，實現智能電源管理的ProLiant 電源調整儀以及動態功率調整等技術。
風扇是散熱的關鍵部件。風扇設計是否越大越好？答案是否定的。市場上有的刀片伺服器產品採用了較大型的集中散熱風扇，不僅佔用空間大、噪音大，冗餘性較差、有漏氣通道，而且存在過渡供應、需要較高的供電負荷。
惠普刀片伺服器中採用了創新的Active Cool（主動散熱）風扇。Active Cool風扇的設計理念源於飛行器技術，體積小巧，扇葉轉速達136英里/小時，在產生強勁氣流的同時比傳統型風扇設計耗電量更低。同時具有高風量（CFM）、高風壓、最佳噪音效果、最佳功耗等特點，僅使用100瓦電力便能夠冷卻16台刀片伺服器。這項深具革新意義的風扇當前正在申請20項專利。Active Cool風扇配合PARSEC散熱技術，可根據伺服器的負載自動調節風扇的工作狀態，並讓最節能的氣流和最有效的散熱通道來冷卻需要的部件，有效減少了冷卻能量消耗，與傳統散熱風扇相比，功耗降低66％，數據中心能量消耗減少50%。
在供電方面，同傳統的機架伺服器獨立供電的方式相比，惠普的刀片系統採用集中供電，通過創新的ProLiant 電源調整儀以及動態功率調整等技術實現了智能電源管理，根據電源狀況有針對性地採取策略，大大節省了電能消耗。
ProLiant 電源調整儀（ProLiant Power Regulator）可實現伺服器級、基於策略的電源管理。電源調整議可以根據CPU的應用情況為其提供電源，必要時，為CPU應用提供全功率，當不需要時則可使CPU處於節電模式，這使得伺服器可以實現基於策略的電源管理。事實上可通過動態和靜態兩種方式來控制CPU的電源狀態，即電源調整議即可以設置成連續低功耗的靜態工作模式，也可以設置成根據CPU使用情況自動調整電源供應的動態模式。目前電源調整議可適用於AMD或英特爾的晶元，為方便使用，惠普可通過iLO高級介面顯示處理器的使用數據並通過該窗口進行配置操作。電源調整議使伺服器在不損失性能的前提下節省了功率和散熱成本。
惠普創新的動態功率調整技術（DPS, Dynamic Power Saver）可以實時監測機箱內的電源消耗，並根據需求自動調節電源的供應。由於電源在高負荷下運轉才能發揮最大效力，通過提供與用戶整體基礎設施要求相匹的配電量， DPS進一步改進了耗電狀況。例如，當伺服器對電源的需求較少時，可以只啟動一對供電模塊，而使其它供電模塊處於stand by狀態，而不是開啟所有的供電單元，但每個供電單元都以較低的效率運行。當對電源需求增加時，可及時啟動STAND BY的供電模塊，使之滿足供電需求。這樣確保了供電系統總是保持最高效的工作狀態，同時確保充足的電力供應，但通過較低的供電負荷實現電力的節約。通過動態功率調整技術，每年20個功率為0.075/千瓦時的機箱約節省5545美元。
結束語
傳統數據中心與日俱增的能源開銷備受關注，在過去十年中伺服器供電費用翻番的同時，冷卻系統也為數據中心的基礎設施建設帶來了空前的壓力。為了解決節節攀升的熱量與能源消耗的難題，惠普公司創新性地推出了新一代綠色刀片系統BladeSystem c-Class和基於動態智能製冷技術DSC的綠色數據中心解決方案，通過惠普創新的PARSEC體系架構、能量智控技術（Thermal Logic）以及Active Cool風扇等在供電及散熱等部件方面的創新技術來降低能耗，根據數據中心的大小不同，這些技術可為數據中心節能達到20 %至45%。