軟件節(jié)能的主要出發(fā)點(diǎn)是數(shù)據(jù)中心里有成千上萬臺(tái)的設(shè)備，在不同時(shí)刻不同業(yè)務(wù)情況下，每臺(tái)設(shè)備的工作繁忙程度都不同，如果能將這些資源有效利用起來，讓這些設(shè)備工作起來更有效率，從而起到節(jié)能的目的。比如數(shù)據(jù)中心里的服務(wù)器，所有服務(wù)器并不是一直都處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，尤其是在夜晚和凌晨用戶較少的時(shí)候，許多樹脂型的負(fù)載相當(dāng)?shù)?，而處于空閑狀態(tài)的服務(wù)器與工作狀態(tài)的服務(wù)器功耗幾乎沒有差別，大量的計(jì)算資源和能量被白白浪費(fèi)掉。還比如設(shè)備的風(fēng)扇，如果機(jī)房內(nèi)溫度較高，風(fēng)扇持續(xù)處于高速狀態(tài)，這樣必然增加能耗，這也是很多數(shù)據(jù)中心保持內(nèi)部恒溫在24度左右的環(huán)境的原因，讓設(shè)備風(fēng)扇處于低轉(zhuǎn)狀態(tài)，設(shè)備處于這樣的溫度環(huán)境中，硬件也不易出現(xiàn)老化。數(shù)據(jù)中心的功能主要由CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等幾個(gè)部分組成，軟件節(jié)能技術(shù)也是從這些方面逐一入手。

 

 

所有的設(shè)備都需要有CPU，而CPU也是一個(gè)消耗能量比較顯著的器件，通過對CPU的能耗進(jìn)行有效管理，從而達(dá)到降耗目的。比如對CPU進(jìn)行節(jié)能狀態(tài)的設(shè)計(jì)，當(dāng)CPU處于空閑狀態(tài)時(shí)，及時(shí)進(jìn)入休眠或者關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)需要運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，自動(dòng)喚醒即可。當(dāng)CPU進(jìn)行休眠或者關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)調(diào)整電壓和頻率，從而達(dá)到降耗目的。當(dāng)然，這個(gè)過程要靠復(fù)雜的算法來完成，通過算法來自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)CPU的自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能目的。不僅是CPU，內(nèi)存、存儲(chǔ)部件等都可以實(shí)現(xiàn)，通過動(dòng)態(tài)的能效管理，有效提升這些能耗部件的運(yùn)行效率，在空閑和繁忙之間自如切換，降低設(shè)備運(yùn)行時(shí)的能耗。其實(shí)很多設(shè)備在大部分時(shí)間里都有空閑狀態(tài)，通過這些能效管理，真正能夠降低每臺(tái)設(shè)備的能耗。

 

 

數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)依賴的主要資源就是計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)三大資源，而這些寶貴資源在很多數(shù)據(jù)中心里都存在浪費(fèi)現(xiàn)象。隨便登陸幾臺(tái)設(shè)備查一查就知道，大部分的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端口帶寬都維持在50%以下，大部分的服務(wù)器CPU都低于30%，大量的資源被閑置。當(dāng)然，數(shù)據(jù)中心這樣做也有苦衷，每當(dāng)重大活動(dòng)、節(jié)日訪問數(shù)據(jù)中心的流量增加很多，如果不做些冗余，這些時(shí)候數(shù)據(jù)中心根本撐不住，所以將數(shù)據(jù)中心按照最高業(yè)務(wù)容量來設(shè)計(jì)也是必須的。這時(shí)對這些資源進(jìn)行優(yōu)化整合就非常有意義了，這里主要依靠的是虛擬化技術(shù)，通過虛擬化將計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)等資源集中起來，統(tǒng)一分配，避免硬件資源過渡部署和利用率不足。比如通過虛擬化技術(shù)可以把多個(gè)負(fù)載整合到同一個(gè)物理機(jī)上，關(guān)閉空閑的物理機(jī)，達(dá)到節(jié)能目的。當(dāng)當(dāng)前的資源無法滿足時(shí)，再將空閑的物理機(jī)重新利用起來，通過資源的優(yōu)化整合，提升資源的使用率，節(jié)約數(shù)據(jù)中心能耗，減少數(shù)據(jù)中心占用空間。

 

 

將數(shù)據(jù)中心能耗納入云平臺(tái)管理，對整個(gè)數(shù)據(jù)中心能耗狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控和管理。所有設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)都要消耗能量，同時(shí)所有設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)也需要散熱，制冷又需要消耗能量，在這個(gè)過程中，在不影響業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，如何保持最低的能耗量，可以通過云平臺(tái)來有效管理。在云平臺(tái)上看到的就是各種資源的消耗情況，有計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)資源，也有能耗資源。在業(yè)務(wù)量并沒有增加的情況下，各種資源消耗也沒有增長時(shí)，如果能耗資源在不斷增加，就需要排查原因，通過調(diào)整恢復(fù)到正常狀態(tài)。當(dāng)有業(yè)務(wù)增加時(shí)，能耗資源必然增加，但通過云平臺(tái)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，比如適當(dāng)提升室內(nèi)運(yùn)行溫度，提升服務(wù)器運(yùn)行CPU利用率，盡量保持當(dāng)前的能耗水平，這個(gè)過程完全可以通過提前設(shè)置好運(yùn)行參數(shù)，交由云平臺(tái)自己完成?，F(xiàn)有一種叫DCIM(數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理軟件)的軟件，它甚至可以為數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)高達(dá)30%的節(jié)能效果。這里還有很多種節(jié)能算法，在各種論文、報(bào)刊上都有提及。比如基于超圖的存儲(chǔ)優(yōu)化算法，網(wǎng)絡(luò)感知節(jié)能調(diào)度算法DENS，功率封頂技術(shù)等等，通過這些優(yōu)化算法，對數(shù)據(jù)中心各個(gè)環(huán)節(jié)都有節(jié)能優(yōu)化，同時(shí)也可以對數(shù)據(jù)中心整體的綜合能耗進(jìn)行整體管理和監(jiān)控，并可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到降低能耗的目的。

 

軟件在數(shù)據(jù)中心節(jié)能中逐漸扮演了一個(gè)非常重要的角色，數(shù)據(jù)中心中軟件主要是用來操控硬件，給硬件下達(dá)啟動(dòng)程序的指令，達(dá)到降耗目的。如果軟件可以使硬件以更少的能源消耗傳遞更出色的性能，那么在不增加任何成本的情況下，讓數(shù)據(jù)中心的能耗逐年降低，這是大家都希望看到的結(jié)果。

 

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