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挑战高能效资料中心英特尔研发创新技术万芳

发布时间:2020-02-14 11:49:26 阅读: 来源:电磁阀厂家

挑战高能效资料中心 英特尔研发创新技术 - 单片机/处理器 - 电子工程网

为解决资料中心在发热、耗电及提升性能等方面的挑战,英特尔(Intel)日前提出了多项解决方案,从单一晶体管到与处理器、服务器平台、资料中心、以及输配电网络(electricity grid),英特尔表示,已发展出一整套技术,能因应当前资料中心所面临的能源挑战。

英特尔指出,云端运算的兴起加上行动数据爆炸性成长,让电力的使用呈现大幅的攀升:资料中心目前大约消耗全球总用电量的1.5% ,每年的用电成本达260亿美元。

针对这些问题,英特尔已经开发出一些创新科技,用于提高数据中心的效率,包括Intel智慧电源节点管理(Intel Intelligent Power Node Manager)技术和Intel数据中心管理平台(Intel Data Center Manager)、高环温(High Ambient Temperatures,HTA)资料中心、以及许多未来的科技,像是用电与温度感知排程(Power and Thermal Aware Scheduling,PTAS),以及各种电池备援解决方案。

高温环境是资料中心面临的第一大挑战。行动化的革命加快云端的布建脚步,让资料中心面临前所未有的用电挑战。由于数据中心使用许多旧硬件、现有的配置、以及服务层级协议(service level agreements,SLAs)等因素,因此通常机房温度通常必须冷却到18至21℃。然而许多资料中心却能够在27℃甚至更高的温度下运行,而且不必大幅翻新旧有的设备。一些针对特定用途设计且能适应高温的资料中心,甚至能在40℃或更高的温度下运作。

平均而言,数据中心的所有用电中,约有40%是用在冷却建筑物与服务器,让温度维持在18-21℃。选择这样的低温,主要是因为许多传统因素,但现今的硬件(特别是英特尔平台组件)比起以往更能适应较高温的运作环境。采用较高运作温度的数据中心不仅能降低冷却成本,还能提高用电效率,这种资料中心称为高环温(HTA)资料中心。英特尔在Green Grid、欧盟、ASHRAE以及其它机构中带领各界形成HTA规格。

英特尔举了几个采用其HTA资料中心技术的例子来说明节能效益:Facebook着手翻新位于加州圣塔克拉拉的资料中心,使其能在27℃下运作。Facebook每年的电费因此减少22.9万美元,并从美国联邦政府获得294,761美元的电费折扣优惠。

英特尔位于新墨西哥州的概念实证资料中心装有900部服务器,其100%换气比率的空调系统在33℃下运作,本身没有湿度控制功能,空气过滤的功能也有限。这样的设计让用电量节省67%,等于省下一部价值287万美元的1,000万瓦直流发电机 。另外,在雅虎(Yahoo)一处没有空调的运算中心内,每年仅有少数几天须动用水冷系统(估计用电效率系数为1.08)。100%的天然流通空气,让建筑物的总用电量中仅有不到1%的电力是用在冷却。

Intel提出的「智慧电源节点管理技术」是一种管理方法,能在数据中心内善加运用及管理电力与冷却资源。这项服务器电力管理技术把组件的量测应用扩展到平台层级,让数据中心耗用的每一瓦电力发挥至最大效益。第二代Intel智能电源节点管理技术提供两倍的核心功能,带来关键的信息与控制机制,让数据中心能以更有效率的方式来运作;它能通报系统层级以及处理器和内存子系统的耗电状况,并能限制系统、处理器、以及内存层面的用电量,根据IT管理者定义的策略自动执行限制用电的作业。

Intel智能电源节点管理技术通报数据中心可大幅节省建置成本,并提高服务器效能。用电与温度监视功能可取代IP电源排线与串行连结线路,让每个机架省下约400美元。每个机架最高可增加40%的服务器与效能 。还可提供30%的耗电最佳化效果,而且不影响效能 。

用电与温度感知排程(PTAS) 的建构基础包括将Intel智慧电源节点管理技术以及数据中心管理平台,结合成理想平台,汇集了用电、温度、以及作业负载的讯息,随时机动管理各项资源。它不仅让运作成本降低约20%,还回收最高到50%的未使用冷却资源,达到最高的运作效率 。

Intel电池备援解决方案(Intel Battery Backup Solutions)能降低数据中心的资金支出成本,让不断电系统(uninterruptible power supply,UPS)相关的资金支出成本最高降低到5倍 ,让不断电系统相关的用电效率提升到40%的损耗率 。

英特尔表示,在现有的资料中心中,将近80%都是在低温空调环境下运作,温度介于18-21℃。仅仅把这些数据中心的空调温度范围提高到28-30℃,在大多数情况下都能省下极可观的费用 。

试想,假设全球所有数据中心都将温度调高5℃会有什么结果?

首先,每年立即省下21.6亿美元的用电成本;全球资料中心的耗电量降低8%;可节省243亿千瓦小时的电力(大约相当于西班牙、南非、澳洲、或台湾一个月的总耗电)。另外,二氧化碳排放量减少170万公吨,相当于4,300万棵树生长10年所吸收的碳排放量。

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