Page 39 - 网络电信2016第6期
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解决方案

的耗电量，在保证机房的恒温、恒湿和洁净条件下，节能降         有的硬件都能支持在位状态检测。
耗。                                       •按流量/按业务低功耗设计
                                         有统计结果显示，通常情况下端口的峰值流量不足50%，一
     2.供配电技术
      在数据中心中，供配电系统的耗电占到整个数据中心耗电    天内平均流量不足20%。因此，提高设备的硬件资源利用率，基
的四分之一左右。随着IDC中各种ICT设备板卡密度越来越大，     于业务量的动态功耗设计成为重要的节能技术。按流量的动态
数据中心机柜的功率密度也越来越高，这对供配电系统提出了        节能主要包括流量检测和预判、硬件资源适配调整、流量突发
更高的技术要求。                           的快速响应等关键技术。
      (1) 开关电源休眠技术
      开关电源整流模块的能量消耗包括输出功耗、带载损耗、          （3）服务器动态节能技术
空载损耗3个部分，其中输出功耗是根据负载电流大小决定的，             •处理器降频和休眠技术
无法降低能耗；带载损耗取决于整流模块的工作效率；而空载              基于硬件支持，目前服务器已经实现了处理器内核工作频
损耗则是负荷未达额定容量造成的。                   率随业务压力变化而动态调整。内置的分组控制单元（PCU）可
      开关电源整流模块休眠技术就是根据负载电流大小，与系    对CPU内核进行精确的电源状态调节，提供多达15级功耗（频
统的实配模块数量和容量相比较，通过智能“软开关”技术，        率）状态以满足不同应用负荷的能耗控制需求，使CPU的能耗
来自动调整工作整流模块的数量，使部分模块处于休眠状态，        曲线更接近应用负载曲线。当业务负载下降到某一门限值时，
把整流模块调整到最佳负载率下工作，从而降低系统的带载损        处理器内核工作频率也会随之下降到某一新的频点，根据新的
耗和空载损耗，实现节能目的。                     频点，处理器核电压做出相应的优化调整，从而使实际功耗最
      (2) 高压直流供电技术                 低，服务器以更低功耗获得同样的性能。
      24V、48V、60V等直流供电技术在
通信领域的应用已经有相当长的时间。                                                           当处理器处于空闲状态时，可
为了区分，业内将200V以上的直流称为                                                   以使其中的一个或几个内核进入休眠
高压直流。目前，欧洲的研究机构一般                                                     状态；根据业务需要再逐步唤醒处理
进行350～400V标准的研究和实验，而                                                  器内核。如果整个系统都处于空闲状
中国制订的标准是240V。                                                         态，那么可以使系统进入深度休眠状
      相比传统不间断电源（UPS）供                                                 态；当业务忙时，唤醒系统。对于刀
电，高压直流供电系统在开关电源系统                                                     片系统，当业务负荷低时，将业务集
侧减少了一次直流（DC）/交流（AC）                                                   中到某几块线卡中，使空闲线卡进入
变换，在IT设备侧减少了一次AC/DC变                                                  深度休眠状态；当业务量上升到一定
换，从而提高了电源的使用效率，并且                                                     程度时空闲线卡唤醒。
能够有效地提高供电系统的可靠性。
     3.ICT设备技术                                                              （4）存储设备动态节能技术
      （1）核心网设备动态节能技术                                                        •智能动态能耗控制技术
      核心网设备大部分时间处于轻载状态，此时大部分业务处                                             存储设备主要是由基于CPU的控
理设备或者单板却仍然在消耗能源，如果能将处于空闲状态的                                           制器和磁盘阵列组成的，在存储设
设备或单板进行休眠或关闭，就能够减少设备的整体功耗。         备的使用过程中，在不同时段设备的“ 忙”“ 闲”可能不一
      单板休眠技术是在话务量低谷时，使部分单板平滑进入省    样，智能动态能耗管理就让设备“忙”的时候能耗高，“ 闲”
电的休眠待机状态，并在话务量提升到一定程度时自动唤醒单        的时候能耗低。CPU有“ 忙”有“闲”，现在的CPU架构基本都
板，以提供更多的处理能力。                      支持动态能耗控制，即“忙”的时候CPU用较高的电压全速运
      CPU动态降频降压技术是根据系统负载动态调整系统的处理  行，“闲”时用较低电压低速运行，在无业务处理时，CPU便可
能力。系统运行时，实时监控CPU占用率情况，当发现当前CPU     以进入“休眠”状态，从而实现节能目的。
占用率低于设定阀值时，就对CPU进行降频操作；当发现当前             •磁盘休眠和下电技术
CPU占用率高于设定阀值时，就对CPU进行升频操作，以降低CPU         磁盘休眠和磁盘降速技术可按磁盘负荷情况控制磁盘工作
功耗。                                于4种状态：全速工作、磁盘空闲、磁盘休眠、磁盘下电。有一
      （2）接入网设备动态节能技术               套自适应控制算法控制磁盘的下电时间。以SAS盘为例，磁盘正
      •按端口关断技术                     常运行功耗约为20W，在休眠时其功耗大约为1W，单盘可节能
      随着技术能力的提高，现在单个业务板的接口密度越来越    19W。一个存储设备的盘数越多，节能效果越显著。
大，但在实际的应用中并不是所有的端口都在使用，这样以来
就会带来一些硬件上资源的浪费。                        xUE的研究
      按端口关断技术就是通过对端口在位状态的定时查寻，根
据其在位状态进行对应的数据通道使能或关断。目前还不是所             1.PUE的概念
                                         2007年，绿色网格（TGG）首次在数据中心领域提出了PUE
                                   的概念。此后，PUE逐渐成为国际上比较通行的数据中心电力使
                                   用效率衡量指标，也是考察数据中心绿色、节能、环保水平的
                                   重要指标。PUE是一个比率，越接近1表明能效水平越好，其计

66 网络电信 二零一六年四月
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