數(shù)據(jù)中心節(jié)能芯片先行

　　節(jié)能空調(diào)對(duì)比普通工業(yè)空調(diào)能夠降低30%的電能消耗；新風(fēng)技術(shù)取代空調(diào)，能夠降低50%左右的能耗……如今，可供選擇的節(jié)能產(chǎn)品多種多樣，但除少數(shù)廠商在研究無空調(diào)節(jié)能機(jī)房外，行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)都集中在降低機(jī)房散熱能耗上，雖然這些節(jié)能途徑效果顯著，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，僅是權(quán)宜之計(jì)，因?yàn)檫@并沒有徹底根除設(shè)備散熱帶來的空調(diào)消耗，并且沒有減少任何一點(diǎn)因設(shè)備散熱而浪費(fèi)的能源。

　　當(dāng)前專業(yè)人士的共識(shí)是，造成機(jī)房溫度升高的主要原因是芯片散熱，它才是在整個(gè)機(jī)房多余能耗的罪魁禍?zhǔn)?。但如何減少散熱，有效利用能源？

　　從機(jī)房設(shè)備耗能分析可以看出，芯片能耗主要集中在兩個(gè)方面，一部分用于正常運(yùn)算的需求，另一部分是變成熱能散發(fā)到空氣中，為了使機(jī)房溫度能夠保持在安全工作溫度下，必須啟用空調(diào)等降溫系統(tǒng)降低溫度，由此連鎖反應(yīng)，讓機(jī)房耗能如滾雪球一樣不斷擴(kuò)大。這種能量的大量消耗，正威脅著行業(yè)的發(fā)展。

　　經(jīng)濟(jì)價(jià)值凸顯節(jié)能緊迫性

　　據(jù)報(bào)道，Google(谷歌)公司，通過大量的服務(wù)器應(yīng)對(duì)來自全球的搜索需求，每年的電費(fèi)支出高達(dá)4000萬美元。一臺(tái)10萬億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)每年要消耗400萬人民幣的電費(fèi)，平均每天1萬多元，相當(dāng)于一個(gè)小縣城的耗電規(guī)模，為了節(jié)省電費(fèi)，Google選擇將數(shù)據(jù)中心建造在發(fā)電站旁來進(jìn)一步節(jié)省電力運(yùn)輸成本。

　　僅是網(wǎng)絡(luò)搜索，緣何耗費(fèi)如此巨大電量？市場(chǎng)分析公司Gartner的調(diào)查，或許可以幫助我們找到根源。Gartner預(yù)計(jì)，到2008年底，全球一半的數(shù)據(jù)中心將會(huì)遇到能源危機(jī)，而它們所消耗能量的60%以上用于冷卻設(shè)備。數(shù)據(jù)中心最大耗電量就是為了降低服務(wù)器工作時(shí)散發(fā)的熱量，進(jìn)而保證其穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　美國能源部門于2007年提交給國會(huì)的關(guān)于數(shù)據(jù)中心能效的報(bào)告中對(duì)未來美國數(shù)據(jù)中心的能效進(jìn)行了預(yù)測(cè)，按照2007年的情況來看，所有的數(shù)據(jù)中心占到美國總用電量的1.5%，如果按照歷史的發(fā)展趨勢(shì)，到2011年數(shù)據(jù)中心將占到全國總用電量的2.9%，達(dá)到120千億度以上。

　　事實(shí)上，能源緊缺并不是今天才顯現(xiàn)出來，但是卻在今天利用經(jīng)濟(jì)杠桿的力量逼迫企業(yè)做出有效應(yīng)對(duì)。

　　在新的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張形勢(shì)下，日益緊縮的電信運(yùn)維費(fèi)用和不斷高漲的電價(jià)，讓運(yùn)營企業(yè)意識(shí)到要想生存，就必須追求節(jié)能。除此之外國家的節(jié)能減排國策的推出，也讓地方政府和大型國企承擔(dān)了不可推脫的社會(huì)責(zé)任。

　　英特爾企業(yè)解決方案部中國大區(qū)技術(shù)部經(jīng)理梁巖表示，撇開海量服務(wù)器管理不談，高密度計(jì)算給企業(yè)帶來兩個(gè)直接挑戰(zhàn)：空間和能耗。五年前這兩個(gè)因素可能都會(huì)被忽略，而今天它們已經(jīng)成為實(shí)實(shí)在在的現(xiàn)實(shí)問題。

　　CPU速率與節(jié)能并行

　　目前，只有Intel、AMD、威盛、IBM等幾個(gè)廠商掌握了芯片生產(chǎn)制造的話語權(quán)。服務(wù)器和PC機(jī)品牌廠商都必須使用他們的處理器配件組建IT設(shè)備。如果上游處理器廠商沒有制造出更節(jié)能的產(chǎn)品，將導(dǎo)致品牌機(jī)廠商所有的產(chǎn)品都維持高能耗地運(yùn)行，產(chǎn)業(yè)需求和市場(chǎng)前景讓很多廠商不斷關(guān)注CPU節(jié)能發(fā)展。

　　2001年“國際固態(tài)電路會(huì)議”上，世界最大的電腦芯片制造商英特爾公司呼吁“如果芯片的性能繼續(xù)以目前的高速度發(fā)展，耗能和散熱將成為橫在其前進(jìn)路上最大的絆腳石。能否解決這兩個(gè)問題，將成為整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)甚至全球經(jīng)濟(jì)性命交關(guān)的大問題。”

　　自此隨后幾年，Intel就為自己制定了有名的“TickTock”(鐘擺)產(chǎn)品演進(jìn)方向，即在2005年開始的單數(shù)年，完成芯片體積的進(jìn)一步飛躍，在雙數(shù)年，完成產(chǎn)品穩(wěn)定性、節(jié)能等功能的產(chǎn)品演進(jìn)。梁巖表示，Intel已經(jīng)完成了45納米產(chǎn)品的換代，預(yù)計(jì)2009年年中就會(huì)推出32納米的產(chǎn)品。

　　AMD雖然輝煌不再，被Intel酷睿系列打擊嚴(yán)重，但追溯以往，它也在2005年推出了皓龍?zhí)幚砥?，相比?dāng)時(shí)類似配置的4路DELL服務(wù)器，其能耗僅為三分之一，成本僅為其一半。在今年9月，AMD也推出了巴塞羅那產(chǎn)品系列。巴塞羅那采用65nm制作工藝，同時(shí)引入IBM的EmbeddedSilconGermanium和StressMemorization這兩項(xiàng)電路技術(shù)，來減少處理器的電子遷移現(xiàn)象以及漏電率等負(fù)面影響，但對(duì)比英特爾45納米芯片，其節(jié)能研發(fā)還有待繼續(xù)。

　　IBM盡管在芯片行業(yè)的話語權(quán)越來越少，但是仍在2007年發(fā)布一組新型微處理器，在能耗不變的情況下，提升一倍運(yùn)算速率。同時(shí)，IBM也與AMD、飛思卡爾、意法半導(dǎo)體和東芝等廠商合作，開發(fā)22納米SRAM芯片，相信這一技術(shù)在走向成熟后會(huì)向CPU發(fā)展。

　　專用芯片更節(jié)能

　　在短時(shí)間內(nèi)，除了CPU外，專用芯片在節(jié)能道路上更顯出其重要作用。

　　ExtremeNetworks的首席市場(chǎng)官PaulHooper認(rèn)為，extreme網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采用專有模塊進(jìn)行XML和流媒體的數(shù)據(jù)的處理，不但可以很好地滿足不同用戶的需求，同時(shí)可以更好地達(dá)到節(jié)能效果。這是因?yàn)槟K化的管理可以極少CPU占用內(nèi)存，加快處理速率。

　　這種模塊化的思想進(jìn)一步引申，出現(xiàn)專用芯片的巨大市場(chǎng)。當(dāng)下用戶希望能夠借助專用芯片處理以往經(jīng)常處理的大量數(shù)據(jù)。LSI市場(chǎng)部經(jīng)理沙鐵軍認(rèn)為，專業(yè)芯片之所以如此吸引人，是因?yàn)閷Ｓ眯酒軌蛱嵘w系統(tǒng)的性能，更有突出的節(jié)能效果。

　　以LSI的XML處理器為例，在通用處理器上處理1GBXML數(shù)據(jù)會(huì)增加高達(dá)90瓦的靜態(tài)功耗，而使用LSITarariXML內(nèi)容處理器處理同樣多的XML數(shù)據(jù)，平均增加的功耗不足20瓦，節(jié)能效率達(dá)到75%以上，同時(shí)，基于硬件的XML處理還可顯著改善應(yīng)用時(shí)延。倘若按芯片每增加一瓦，就會(huì)導(dǎo)致3瓦的額外冷卻和電源開銷來計(jì)算，獲得的節(jié)能效果將更加驚人。

　　除XML這種專有格式的處理器外，還可以在市場(chǎng)上搜尋到更多種處理器，例如英飛凌功率模塊等。

　　LSITarari產(chǎn)品中國負(fù)責(zé)人徐罕表示，其實(shí)專用芯片的功用，對(duì)于CPU來說都可以通過軟件功能來實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)于大型系統(tǒng)來說，CPU的內(nèi)存十分繁忙，需要處理來自各個(gè)方面的信息，如果能夠使用專業(yè)芯片的硬件解決方案，除能夠更加規(guī)范化處理信息，安全解析文檔外，更能夠讓系統(tǒng)CPU空余出來，處理更為重要的信息數(shù)據(jù)。

　　LSI公司網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)事業(yè)部中國區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理沙鐵軍認(rèn)為，安全概念經(jīng)歷了從“阻攔惡人”再到“以邊界設(shè)備為中心”到“以信息或用戶為中心”的演變。以往，企業(yè)由于安全考慮，為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置了安全底線，這種設(shè)置往往給有用的商業(yè)信息往來造成障礙，所以以內(nèi)容為中心，按內(nèi)容類型、格式等進(jìn)行分類處理必然成為一種趨勢(shì)，這種趨勢(shì)必然需要借助專有芯片的處理能力，才能更加快速和節(jié)能地達(dá)到目的。