綠色IT，眾說紛紜，國內外界定此概念的觀點千奇百態，沒有定論。顧名思義，從簡理解，無非IT產業與人類和自然、社會環境友好相處罷了。關于綠色IT，盡管定義不一，然而，矛頭直指服務器的綠化必要性卻是共識。綠色IT，綠色服務器擔任大任，義不容辭。且聽筆者細細道來。

服務器“綠”化 迫在眉睫

了解服務器“綠”化，首要需弄清綠色服務器的內涵。綠色服務器是指由綠色組件組成并配有相關軟件的服務器。 綠色組件則包括CPU、內存、磁盤、電源等組成服務器的基本硬件，這些基本硬件必須符合低能耗與低成本。

機房/數據中心IT設備系統一般由服務器、存儲和網絡通信設備三部分組成。三者能耗約占機房/數據中心所需總功耗的50%，這其中，服務器占用40%左右的功耗，剩下10%功耗則由存儲和網絡通信設備平臺。 服務器的能耗問題可見一斑。

施耐德電氣IT事業部全球數據中心副總裁Paul-Francois Cattier援引一組調查數據指出，目前全球人口的已達70億，預計到2050年，人口將增長至90億，同時，能源的消耗也會成倍上升。 為了防止全球氣候發生劇烈變化，人類需要在2050年之前將二氧化碳排放量減至原來的一半。而IDC的調查則顯示， 目前整個服務器的裝機量為3500萬臺左右，每年服務器消耗的電力費用約為290億美元。巨大的能源消耗帶來的成本已占到IT行業消耗運營成本的30%-50%。 如下兩圖示分別表明服務器規模與能源消耗、服務器規模與污染物排放比例關系。

圖示表明，服務器不僅消耗能源，同時能源帶來的污染物排放不可小覷，這不僅會對環境造成破壞，同時要修復被破壞的環境需付出巨大成本代價。

隨著第三平臺：移動、云、社交、大數據興起，加之多屏世界崛起，IT承載的的后臺處理功能愈加復雜，作為機房/數據中心IT設備系統第一把手，服務器的能耗問題將日趨嚴重，服務器“綠”化已迫在眉睫。

綠色服務器三化建設：模塊化+虛擬化+智能化

首先，綠色服務器設計上建議采用模塊化設計。模塊化設計是對服務器內部應用硬件：計算、存儲、網絡、散熱、管理、電源等整合成各個模塊，通過模塊化設計，服務器內部各個模塊具有獨立的功能同時不同的模塊區域可實現互相備份，并通過模塊間的排列組合組成整個模塊化服務器成品。模塊化設計使得服務器部件便于獨立拆解和替換、降低故障修復時間，減少因故障帶來的額外能耗損失。

其次，服務器“綠”化建議部署虛擬化。服務器虛擬化基本原理是將服務器虛擬化長若干個服務器使用，降低單臺服務器的負載與簡化系統管理，達到同等業務需求條件下，物理服務器數量減少與節省機器占用空間，實現節能。服務器虛擬化技術主要包括CPU虛擬化、內存虛擬化、設備與I/O虛擬化和虛擬機實時遷移技術，通過虛擬化技術對資源進行動態的管理提高利用率同時降低能源消耗。 比如I/O虛擬化技術， Intel的VT-d技術就有不錯的節能表現。Intel VT-d技術是一種基于主板北橋芯片的硬件輔助虛擬化技術，其通過在北橋中內置提供DMA虛擬化與IRQ虛擬化硬件來實現I/O虛擬化。采用該技術，虛擬機可采用直接I/O設備分配方式或者I/O設備共享方式代替傳統的設備模擬/額外設備接口方式，實現虛擬化環境中I/O可靠性和靈活性增加同時，達到降低能耗。

第三，智能化技術是綠色服務器節能減排關鍵。其實，模塊化與虛擬化的本源來自于智能化。做到智能響應，智能管理，實時根據不同負載需求自我調節，服務器會更具綠色保障。比如Intel的睿頻加速技術，該技術可根據負載進行動態調整電壓，優化IT設備，實現IT設備的綠色節能，該項技術已嵌入Intel最新至強E5處理器平臺。大多數人明白，服務器節能，“功耗大戶”CPU節能與否十分重要。筆者推薦Intel在CPU處理方面采用智能化處理器來解決功耗問題的兩種技術：Intel功率門限與Intel智能節能能技術。Intel功率門限的功能主要在于將處理器閑置的功耗大幅度降低，并允許每個內核單獨降低功耗;Intel智能節能技術則可判斷CPU正在運行的工作負載情況以及數據的吞吐量，根據相應的變化使CPU在15種運行狀態間切換，其中每種狀態對應不同的功耗的限度，以此來實現功耗自適應調節。

綠色服務器雙選擇：刀片服務器+微型服務器

綠色服務器如何選擇，前提是根據自己的實際應用需求基礎上，挑選服務器產品。而與占用空間較大的塔式服務器和標準化設計的機架式服務器相比，在綠色服務器平臺，筆者偏向于推薦刀片服務器與微型服務器， 后兩者的功耗遠比前兩者低。再者，刀片服務器與微型服務器各自的需求導向是不一樣的，建議對CPU能要求較高的用戶選擇刀片服務器，而對I/O要求較高，對CPU性能要求不高的用戶可選擇微型服務器。

刀片服務器的特點是高密度，體積小，性能高，同時費用也高昂。刀片服務器是在一個機箱中內插許多類似“刀片”的服務器單元，而每一塊“刀片”等同一個獨立的服務器，這將使得機房/數據中心在同等空間中實現更多服務器的布設來滿足愈發復雜的高密度數據中心需求同時降低功耗。此外，同一刀片機箱中的各個獨立刀片服務器可共享網絡、電源與冷卻等資源。這樣一來，服務器從部署到維護的流程都被簡化了，同時，是看供電制冷的費用也相對減少。機關刀片服務器比起塔式與機架而言更節省空間，但由于其高密度性致使其散熱問題突出，因為刀片服務器一般應用在大型的數據中心或諸如需要較大規模計算的云數據中心， 通過數據中心其他散熱設施來彌補刀片服務器散熱短板。

微型服務器是近一兩年比較火熱的產品，其揚名很大程度上來自其“低功耗”的符號。 微型服務器面向I/O操作密集但對計算要求較低的簡單服務， 微型服務器并非如刀片服務器針對關鍵業務而生，其一般專注自身I/O密集型的應用負載。微型服務器具有單機多節點的供功能，采用熱插拔的模塊設計，體積小，密度高，功耗低。除了計算性能和應用負載對象與刀片不同外，微型服務器與刀片服務器在節能上有類似點，同一機架上的微型服務器可共享彼此的電源、冷卻系統、存儲與網絡連接。既然微型服務器專用I/O密集型應用，那么其對CPU(CPU是服務器功耗重災區)的性能要求不高，因而微型服務器會選用一些諸如Atom之類的低功耗CPU，因而整體功耗就降了下來。在低碳經濟和綠色減排趨勢下，微型服務器看似吃香，卻需慎用。微型服務器的市場容量其實非常有限，并非所有的應用負載都適合。戴爾公司中國區教育及大客戶部戴爾服務器與網絡解決方案部市場經理彭宇恒就表示，微服務器盡管前景廣闊、發展空間大，但由于其自身特點和應用范圍的局限性，其用戶基數較小，而且未來的市場份額也不會太大。

服務器“綠”化 軟件當道

在采用上游廠商Intel、AMD的標準化設計產品后，服務器廠商在服務器硬件方面功耗控制差距是在逐漸縮小的。而能帶來競爭力的市場在軟件技術。 綠色服務器的實現，軟件技術不肯忽視。軟件技術將幫助服務器提高調度和管理效率，實現服務器節能。 比如IBM采用Power Executive軟件來智能管理服務器的電力消耗。Power Executive采用IBM開發的線路監測技術來確定實際能耗和系統的溫度并允許用戶“計量”任何單一服務器或者一組服務器的實際電力使用數據和趨勢數據。 在最新IBM System x服務器及IBM Blade Center 刀片服務器中均嵌入Power Executive軟件來對部件耗電進行管理控制。

附：趣味橫生的服務器“綠”化技術

服務器“綠”化技術，千奇百怪，各家使出渾身解數，在“綠”化道路上耕耘。 我們一起開開眼。

◆浸染礦物油 Intel給服務器降溫

Inel表示，把服務器浸泡在礦物油中，可實現服務器散熱降溫。根據Intel的測試，一旦移除計算機上的風扇和硬盤，那么采用礦物油來實現降溫的方式會顯得非常高效。Intel發現采用礦物油冷卻系統需花費2%-3%的冷卻功耗，比傳統服務器華花費50%-60%的冷卻功耗要第得多。

　　【浸入在礦物油中的服務器 圖片來源：Intel】

　　【浸入在礦物油中的服務器主板圖片來源：Intel】

◆ 用燃料電池供電 微軟著手開建低功耗云服務器

微軟在2012年年初曾收到綠色和平環保組織批評，稱其云服務器主要靠煤和核供電，并非可生資源。興許受到打擊，微軟立即作出回應，稱未來會用讓了電池供電。未來，微軟的數據中心，將允許服務器獨立安裝燃料電池， 并保證系統連接至正常的電網。若服務器安裝離正常電源線過遠，則可設置電外網。

　　【微軟將采用燃料電池為服務器供電】

　◆ IBM光芯片研發成功 功耗不到5瓦

2012年， IBM研制出一款光芯片原型產品Holey Optochip，據了解，該光芯片的傳輸速率達到1Tbps，相當于每秒傳輸500部高清電影。Holey Optochip在一塊標準的90nm CMOS硅工藝、5.8×5.2毫米面積的芯片上鉆了48個光通道(optical vias)，構成24個接收器通道和24個發射器通道 。該光芯片主要用于處理和傳輸網絡大量數據，并適用于超級計算機和數據中心。而該芯片的功耗不到5瓦，適合綠色計算。不過該芯片在服務器的運用估計還得等上十年。

　　【Holey Optochip正面顯微照片】

◆惠普3D海洋式傳感器

所謂3D海洋式傳感器是通過在立式板卡上加裝傳感器來控制服務器系統散熱，減少30%的風扇散熱能耗并通過3D海洋式傳感器信息與HP Active系統診斷結合增加系統正常運行時間及可靠性。

【惠普3D海洋式傳感器】