主芯片CPU节能技术

　　由于本文的重点是服务器整体系统的节能技术，所以在CPU厂商的节能手段不作重点描述，仅仅简单介绍。

　　目前AMD和Intel两大主流CPU提供商都在节能方面进行了大量的工作。目前设计的趋势是SiliconandPlatformInnovation——新的材料、工艺和架构，目前开始在主流高端服务器上开始多核多线程产品的设计。在未来的几年中，将在更低的能耗下提供更高的性能(performanceperwatt)。它可以在不提高能耗与热阻的情况下，增加更多的计算能力。

　　目前IntelXeon处理器加入了DemandBasedSwitching(DBS)技术，这是IntelSpeedStep技术的增强型，在低运算需求环境下，它可以减少多达25%的能耗。AMD在其处理器中采用“PowerNow！”技术，可以动态自适应调整CPU频率，可以在空载的情况下大大降低服务器的能耗。

　　其他RISC芯片提供厂商也推出了不少在节能方面的创新技术，其中服务器厂商SUN推出了UltraSPARCT1新型处理器的突破性技术，为系统性能、占用空间和功效创立了新的行业标准，这些新系统的设计宗旨就是要降低功耗与冷却费用以及对空间的占用，与Intel的传统芯片相比，UltraSPARCT1新型处理器可以节省80%的功耗，并采用专利权的CoolThreads技术，设计出一款八核32线程的处理器，在单块芯片上实现了整机架的服务器的性能。在目前绝大多数处理器每线程至少消耗40瓦功率的时代，Sun的每一个基于SPARC的CoolThreads处理器，每个线程仅仅消耗2瓦功率。
　
　　电源管理技术

　　适用于多电源模块系统，例如大型机系统或者刀片服务器系统，一般采用多个电源模块。其原理是根据电源模块的效率特性曲线。对于电源模块效率曲线而言，一般不同的负载会有不同的效率，当然会有最佳效率点，一般情况下在电源在高负荷下运转才能发挥最大效力，所以可以根据系统的功率情况进行电源个数的调整，使每个电源工作在最佳效率点。

　　例如一个系统中有6颗1kw电源模块，其在最大90%负荷时电源转换效率最高，为85%，而在其负载为40%时其效率为65%。在系统工作的某个时刻，经过监控系统测出实实功耗为2700W，这样就可以关闭3颗电源，实现电源转换效率为85%，而如果不采用任何手段时，其效率仅仅为65%，系统实现节能30%左右，同实减少热量排放降低冷却成本。（本文中数据仅供举例参考）

　　软件管理节能技术

　　软件管理节能技术又可以分成几类。

　　第一类，更改操作系统内核，优化程序执行队列或者根据负载情况动态调整CPU频率。目前该技术主要处于研究状态，还没有进行实际的应用。

　　主要原理是对CPU的运行状态进行计算，分析任务队列，对不同的任何进行功耗计算，同时建立一些CPU散热器的散热模型，在工作过程中，尽量把功耗高的任务同功耗低的任务进行交叉进行，这样可以保持CPU在稳定的负载下运行，减少热能的散发并提高运行效率。同时，当发现CPU任务队列对功耗需求较低，通过BIOS接口进行CPU功率的动态调整，比如一个服务器系统，CPU为至强3.0GHZ，在CPU任务队列较少的时候，就可以把服务器的CPU从3.0Ghz根据任务需要调整倒一个比较低的频率，这样就可以使CPU的功耗大大降低。

　　另外一种做法就是软件功率管理，比如IBM和HP都有类似的软件。PowerExecutive是IBM功率管理软件的扩展，允许用户“计量”任何单一物理系统或一组物理系统的实际电力使用数据和趋势数据。由IBM研究中心开发的PowerExecutive使用了IBM开发的线路监测技术，可以确定实际能耗和系统温度。新Systemx服务器以及IBMBladeCenter刀片服务器都采用了PowerExecutive软件，通过功率管理来实现对部件耗电的控制。

　　HP使用惠普(HP)能量智控技术(ThermalLogic)以及HPBladeSystem系统套件，通过功率计算以及优化风道设计能够比相同数量的机架式服务器冷却所需气流降低50%且耗电减少70%,追踪每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电情况。