[如何选择合适的服务器] 服务器硬盘16个g

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IBM® System x3500M4服务器能够提供卓越的性能来支持您的关键业务应用。高能效的设计允许这个易于服务和管理的、高可扩展的塔式或5U机柜式服务器产品支持更多的内核、内存和数据容量。通过更高的每瓦计算能力和最新的Intel Xeon处理器能在降低成本的同时维护速度和可用性。

建议使用环境:基础架构应用、协作/电子邮件、web、以及工作组或分布式环境中的虚拟化桌面。
x3500 M4采用灵活的、可扩展的设计,提供通往32个HDD的简单升级路径,最多可支持8个PCIe 30插槽和768 GB内存。这个板载以太网解决方案内嵌4个标准的集成千兆以太网端口,但不会占用PCIe插槽。全面的系统管理工具集下一代集成管理模块II(IMM2)令该产品易于部署、集成、服务和管理。
IBM System x3500M4是高性能的双插槽塔式服务器,能够提供高可扩展性、可靠的性能和优化的效率来运行您的关键业务应用。您可从基本产品起步,然后随业务的变化进行升级,但不会危及现有投资。在一个服务器中实施PC基础架构虚拟化将允许用户接入提供大量存储空间的强大服务器,同时显著降低IT成本。

可扩展性和性能

x3500 M4提供大量特性来提高性能及可扩展性并且降低成本:

— Intel Xeon E5-2600系列处理器可通过8核处理器提供卓越的系统性能、高达29 GHz的内核速度、20 MB L3缓存及最多2条8 GT/s QPI互连链路,从而提高生产率。

— 最多2个处理器、16个内核及32个线程能够最大限度地提高多线程应用的并发执行能力。

— Intel睿频加速技术(Turbo Boost Technology)20提供智能的自适应系统性能,允许CPU内核在工作负载高峰期临时超越处理器TDP以最大速度运行。

— Intel超线程技术允许每个处理器内核中并发运行多个线程(每个内核最多2个线程),从而提高多线程应用的性能。

— Intel虚拟化技术集成了硬件级虚拟化功能,允许 *** 作系统供应商更好地利用硬件来处理虚拟化工作负载。

— 与Intel Xeon5600系列处理器相比,Intel高级矢量扩展指令集(AVT)能够显著提高面向计算密集型科技应用的浮点性能。

— 1333 MHz DDR3ECC内存的24个低负载DIMM(LRDIMM)可提供卓越的速度、高可用性及最多768 GB的内存容量。

— Intel Xeon E5系列处理器的理论最大内存带宽是516GB/s,比上一代Intel Xeon处理器高出60%。

— 最多32个驱动器托架以及内部备用和光学驱动器能够提供灵活的、可扩展的万能平台来满足日益增长的需求。

— 服务器提供4个集成千兆以太网端口,与上一代IBMSystem x®服务器相比,将网络吞吐量翻了一番。

— 与上一代的PCIExpress 20相比,PCI Express30I/O扩展功能允许服务器将理论最大带宽提高60%(8 GT/s/链路)。

— Intel集成I/O技术可将PCI Express 30控制器集成到Intel Xeon E5系列处理器中。这个集成能够帮助您显著缩短I/O延迟并且提高总体系统性能。

可用性及可服务性

x3500 M4提供多个特性来简化可服务性并且延长系统的正常运行时间:

— 服务器为了冗余而提供内存镜像和内存模组备用功能,以便不可纠正的内存故障不会导致系统停机。

— 无需工具便可移开机盖,从而轻松接入需要升级和维护的部件,如CPU、内存和适配器卡。
— 服务器提供热插拔驱动器,以便通过RAID冗余来提供数据保护支持并且延长系统的正常运行时间。

— 服务器最多配备2个冗余热插拔电源和6个易插拔N+N冗余风扇,以便满足关键业务应用的可用性需求。

— 独立于电源的光通路诊断面板及单独的光通路LED能够指引技术人员快速找到已经发生故障(或者正在发生故障的)组件,从而简化维护工作、加快解决问题的速度、并且提高系统可用性。

— 预测性故障分析(PFA)功能可检测出系统组件(处理器、内存、HDD)何时会超出标准门限值并且在故障发生之前提前生成预警,从而延长系统运行时间。

— 固有的集成管理模块II(IMM2)能够持续监控系统参数、触发报警、并且在故障真正发生时采取恢复措施,以便最大限度地避免停机。

— “态系统分析(DSA)预引导”诊断程序提供固有的诊断功能,能够加快故障排除速度,从而缩短系统维修时间。

— 3年第二个工作日9x5客户可替换单元和现场有限保修。提供可选的服务升级。

可管理性及安全性

强大的系统管理特性能够简化 x3500 M4的本地及远程管理工作:

— 服务器中包含集成管理模块II(IMM2)来监控服务器的可用性并且开展远程管理。

— 集成了业界标准的统一可扩展固件接口(UEFI),因此能够提高设置、配置和更新效率并且简化错误处理流程。
— 业界标准的AES NI能够实现更快速、更强大的加密。

— IBM Systems Director能够主动管理系统。内含全面的系统管理工具,通过高级服务器管理功能来帮助延长系统运行时间、降低成本、提高生产率。

— Intel执行禁位(Execute Disable Bit)功能若与其支持的 *** 作系统联合使用的话,可帮助防止某些类型的恶意缓冲溢流攻击。

— Intel可信执行技术(Trusted Execution Technology)可基于硬件抵御恶意软件攻击,允许应用运行在自己的独立空间中,保护它们不受到系统中运行的所有其他软件的影响,从而增强安全性。

能源效率

x3500 M4提供以下能效特性来节省能源、降低运营成本、提高能源可用性、并且为创建绿色环境贡献力量:

— 高能效的平面组件能够帮助降低运营成本。

— 高效的750 W和900 W电源已通过80 PLUS Platinum认证。

— 与上一代产品相比,IntelXeon E5-2600系列处理器大大提高了性能,但热设计功率(TDP)限度却与上一代产品相同。

— Intel智能电源管理功能(Intelligent Power Capability)可根据需要为单个处理器单元通电或断电,从而降低功耗
低电压的Intel Xeon处理器能耗更低,能够满足电力和热力受到限制的数据中心与电信环境的需求。

低电压135 V DDR3内存RDIMM的能耗比15 V DDR3 RDIMM低15%。

服务器采用IBM校准矢量冷却™ 技术,使用六边形通风孔。六边形通风孔可以提供高于圆孔的密度,从而提高系统的空气冷却效力。

IBMSystems Director Active Energy Manager™提供数据中心高级电力通知与管理功能,以便帮助减少热输出并且降低冷却需求。

所谓刀片服务器是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元,实现高可用和高密度。每一块"刀片"实际上就是一块系统主板。它们可以通过"板载"硬盘启动自己的 *** 作系统,如Windows NT/2000、Linux等,类似于一个个独立的服务器,在这种模式下,每一块母板运行自己的系统,服务于指定的不同用户群,相互之间没有关联。不过,管理员可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下,所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境,并同时共享资源,为相同的用户群服务。在集群中插入新的
"刀片",就可以提高整体性能。而由于每块"刀片"都是热插拔的,所以,系统可以轻松地进行替换,并且将维护时间减少到最小。
这些刀片服务器在设计之初都具有低功耗、空间小、单机售价低等特点,同时它还继承发扬了传统服务器的一些技术指标,比如把热插拔和冗余运用到刀片服务器之中,这些设计满足了密集计算环境对服务器性能的需求;有的还通过内置的负载均衡技术,有效地提高了服务器的稳定性和核心网络性能。而从外表看,与传统的机架/塔式服务器相比,刀片服务器能够最大限度地节约服务器的使用空间和费用,并为用户提供灵活、便捷的扩展升级手段。
刀片服务器的特点
刀片服务器公认的特点有两个,一是克服了芯片服务器集群的缺点,被成为集群的终结者;另一个是实现了机柜优化。
集群终结者
众所周知,作为一种负载均衡技术,服务器集群已经在有效提高系统的稳定性和核心网络服务的性能方面被广泛采用,在集群系统中,若要提供更高端的运算和服务性能,只需增加更多的单元就可以获得更高的性能。更为重要的是,服务器集群还可以为任何一台单独的服务器提供冗余和容错功能。
目前IT行业正在大力发展适应宽带网络、功能强大可靠的计算机。在过去的几年里,宽带技术极大地丰富了信息高速公路的传输内容。服务器集群和RAID技术的诞生为计算机和数据池的互联网应用提供了一个新的解决方案,而其成本却远远低于传统的高端专用服务器和大型机。但是,服务器集群的集成能力低,管理这样的集群使很多管理员非常头疼。尤其是集群扩展的需求越来越大,维护这些服务器的工作量简直不可想像,包括服务器之间的内部连接和摆放空间的要求。这些物理因素都限制了集群的扩展。刀片服务器的出现适时地解决了这些问题。在集群模式下,刀片服务器所有的主板可以连接起来提供高速的网络环境,共享资源。同时每个刀片都可内置监视器和管理工具软件, 配置一台高密度服务器就可以解决一台到一百台服务器的管理问题,如果需要增加或者删除集群中的服务器,只要插入或拔出一块板即可,将维护时间减少到最小。就这个意义上来说,Blade Server从根本上克服了服务器集群的缺点。
实现机柜优化
从某一角度而言,刀片服务器实现了机柜优化的自然飞跃。刀片服务器将机柜式服务器所占用的空间密度再一次提高了50%。资料显示,在机柜系统配置好的前提下,将1U机架优化服务器系统移植到刀片服务器上,所占用的空间只是原来的1/3~1/2。而在一个标准的机柜式环境里,刀片服务器的处理密度要提高四到五倍。比如在处理1024节点的高密度计算服务器环境里,1U配置需要24个机柜,其中不包括以太网交换集线器所占用的机柜空间,而采用插有8个"刀片"的刀片服务器,只需要9个机柜,却包括了以太网交换机的空间。在相同的面积内,数据中心可以通过部署刀片服务器获得8倍于机架式服务器的服务器租赁收益。
另外,刀片服务器采用集中管理的方式,可以简化服务器的管理工作。在IT人员日益匮乏的今天,采用刀片服务器的企业可以减少雇佣工资高昂的服务器管理和维护人员,从而降低维护费用。还有,刀片服务器的低功耗设计也会显著减少能耗,节约能源的同时减少了费用。
作为一种新兴的服务器产品,读者可能还缺乏对它的直观认识。每台刀片服务器一般由机柜和刀片组成,因此刀片服务器的标识由机柜的型号和刀片的型号共同构成,而不像以往的服务器那样由一个单一的服务器型号所代表。刀片通过机柜背板上的CompacPCI接口与之相连接。服务器机柜一般可以容纳8片至数十片刀片。刀片以服务器刀片为主,而每个服务器刀片都是一个功能完整的服务器。
在此,我们以一款常见的一种刀片服务器向大家介绍一下,以了解其基本构成。
根据所需要承担的服务器功能,刀片服务器被分成服务器刀片、网络刀片、存储刀片、管理刀片、光纤通道SAN刀片、扩展I/O刀片等等不同功能的相应刀片服务器。
目前最为常见的服务器刀片一般采用1颗为的Intel Pentium Ⅲ处理器,并采用ServerWorks LC-E芯片组、Intel 815芯片组、Via Pro266芯片组,支持的内存容量和类型由芯片组决定,内存类型一般为具有ECC功能的SDRAM或DDR。由于刀片服务器的散热问题较为严重,在设计中也有厂商采用了低功耗的Transmeta 5600处理器。目前,HP、Sun也正致力于把它们的RISC处理器制作成服务器刀片,只是尚未面世。
除连接机柜背板的接口外,服务器刀片上一般还具有一个PMC扩展接口,可以连接PMC接口的扩展卡,如SCSI卡、光纤存储卡等,其功能相当于PCI扩展槽,只是相应接口的扩展卡价格略贵。 服务器刀片采用与笔记本电脑相同规格的65mm(25英寸)硬盘,一般只安装 *** 作系统和简单的应用软件,性能较低。
网络刀片
网络刀片的功能相当于局域网交换机,从而提供良好的网络监控和管理功能。网络刀片普遍提供10/100Mbps端口,以双绞线的方式连接服务器刀片,对外提供高速上连通道(千兆端口)。采用NAS存储方式的刀片服务器经常会配备2个网络刀片,其中一个专门用于连接NAS设备。每个刀片支持10/100/1000M以太网连接,并且可以在背板上安装10/100/1000M的2-4层交换机,这样就可以把系统中每个槽位上安装的刀片与交换机连接起来,提供一个基于IP的交换网络。通过集成这种总线,刀片服务器系统可以很好地集成IP业务和语音业务,提供各种不同的电信增值服务。
存储刀片
存储刀片可以被视为一个硬盘模块,通过背板总线或者硬盘接口线向服务器刀片提供存储功能。存储刀片上一般配备2块性能较高90mm(35英寸)硬盘,接口类型有IDE、SCSI和光纤通道(Fiber Channel)接口。
管理刀片
第一代刀片服务器的KVM(Keyboard、VGA、Mouse)刀片可以说是功能最为简单的管理刀片,提供对所有服务器刀片的管理控制。KVM刀片,提供键盘、鼠标、显示器接口,KVM刀片经常还包括软驱和光驱,便于使用者直接 *** 作服务器刀片。KVM刀片上提供切换开关,用于在机柜上的不同刀片之间或者不同机柜之间进行切换。第二代刀片服务器具备更加强大的管理功能,但是各家产品各不相同。管理刀片往往通过服务器刀片上集成的监控管理芯片进行1台或多台刀片服务器的集中监控和管理。管理刀片向服务器机柜内的其他刀片提供必要的配置信息,并在某些刀片发生故障时接收报警信息,并向监控程序发出报警。
CompactPCI :刀片服务器的标准
CompactPCI开放式标准架构很好地平衡了业界标准,包括硬件、 *** 作系统、应用开发工具、能快速有效开发高利润的电信增值服务,同时使传统上以专有软硬件架构为主的电信建设转型,能享受开放系统带来成本大幅降低及大众化业界标准 *** 作系统的好处。这一转变让设备及服务供应商找到了数以百万计的开发者,并开始采用具高可靠性、高扩展性和高性能的CompactPCI宽频通讯平台。
CompactPCI总线标准是建立刀片服务器的基础。它是惟一的标准,同时也是标准纷争的起源。CompactPCI目前有2个主要的版本,即 10版和20版,它们在接口定义的完善程度上不尽相同。早期的刀片服务器全部采用CompactPCI 10的标准,背板带宽也限定在32位PCI之内,这些产品属于第一代刀片服务器。2002年最新推出的刀片服务器部分采用CompactPCI 20标准,背板支持64位PCI通信,称之为第二代刀片服务器。由于标准的版本不同,两代刀片服务器之间不能完全兼容。
目前为止,只有HP一家声称完全按照CompactPCI标准设计刀片服务器,而其他服务器厂商只是在总线和接口标准方面遵循CompactPCI,在刀片的尺寸上没有完全按照该标准去执行。
应用模式指南
刀片服务器的应用很广泛,尤其是对于计算密集型应用,比如天气预报建模、数据采集、数据仿真、数字影象设计、空气动力学建模等等。而对于行业应用,如电信、金融、 IDC/ASP/ISP应用、移动电话基站、视频点播、Web主机 *** 作及实验室系统等,刀片服务器依然能大显身手。刀片服务器的出现使其在2001年底的服务器市场上占据一块相对于机架式服务器来说不算小的市场份额。而随着2002年技术的发展尤其是InfiniBand技术开始扮演重要角色,刀片服务器将逐渐成为主流服务器并占据较大的市场份额。
刀片服务器的使用范围相当广泛。下面我们列出两个典型的应用模式进行简单的介绍。
应用模式1:网站Web服务器
这种方式可充分发挥刀片服务器密度高、可群集以及可远程管理的优势。网站可以用刀片服务器组成高密度的群集,用来实现高访问量的Web服务器,后端再连接中高端的服务器或群集系统作为数据库服务器。存储服务提供商可以采用同样的前端方案,后端配合NAS设备来提供存储服务。与普通机架服务器相比,刀片服务器在这类应用中的优势在于占用机位少,可有效节省托管费用。
应用模式2:中小企业网络服务器
当前的企业网络需求是多方面的,需要类型多样的服务,其中有些服务可以安装在一台机器上,而有些则需要使用至少一台备份机器或者群集。与之相对应,任何一个刀片系统既可以独立运行,也可以与其他服务器组成群集或互为备份。根据企业的实际需要进行搭配。这种方式可充分发挥刀片服务器易管理、配置灵活和可扩展性好的优势。 使用刀片服务器进行群集并与存域网相结合,这可以胜任大数据量吞吐的数据库并行处理。对于企业来说,这种高密度不仅节约了宝贵的机柜空间,还节约了布线成本,并可节电,从而降低对UPS的要求。
塔式服务器应该是大家见得最多,也最容易理解的一种服务器结构类型,因为它的外形以及结构都跟我们平时使用的立式PC差不多,当然,由于服务器的主板扩展性较强、插槽也多出一堆,所以个头比普通主板大一些,因此塔式服务器的主机机箱也比标准的ATX机箱要大,一般都会预留足够的内部空间以便日后进行硬盘和电源的冗余扩展。
由于塔式服务器的机箱比较大,服务器的配置也可以很高,冗余扩展更可以很齐备,所以它的应用范围非常广,应该说目前使用率最高的一种服务器就是塔式服务器。我们平时常说的通用服务器一般都是塔式服务器,它可以集多种常见的服务应用于一身,不管是速度应用还是存储应用都可以使用塔式服务器来解决。
就使用对象或者使用级别来说,目前常见的入门级和工作组级服务器基本上都采用这一服务器结构类型,一些部门级应用也会采用,不过由于只有一台主机,即使进行升级扩张也有个限度,所以在一些应用需求较高的企业中,单机服务器就无法满足要求了,需要多机协同工作,而塔式服务器个头太大,独立性太强,协同工作在空间占用和系统管理上都不方便,这也是塔式服务器的局限性。不过,总的来说,这类服务器的功能、性能基本上能满足大部分企业用户的要求,其成本通常也比较低,因此这类服务器还是拥有非常广泛的应用支持。
机架式服务器的外形看来不像计算机,而像交换机,有1U(1U=175英寸)、2U、4U等规格。机架式服务器安装在标准的19英寸机柜里面。这种结构的多为功能型服务器。
对于信息服务企业(如ISP/ICP/ISV/IDC)而言,选择服务器时首先要考虑服务器的体积、功耗、发热量等物理参数,因为信息服务企业通常使用大型专用机房统一部署和管理大量的服务器资源,机房通常设有严密的保安措施、良好的冷却系统、多重备份的供电系统,其机房的造价相当昂贵。如何在有限的空间内部署更多的服务器直接关系到企业的服务成本,通常选用机械尺寸符合19英寸工业标准的机架式服务器。机架式服务器也有多种规格,例如1U(445cm高)、2U、4U、6U、8U等。通常1U的机架式服务器最节省空间,但性能和可扩展性较差,适合一些业务相对固定的使用领域。4U以上的产品性能较高,可扩展性好,一般支持4个以上的高性能处理器和大量的标准热插拔部件。管理也十分方便,厂商通常提供人相应的管理和监控工具,适合大访问量的关键应用,但体积较大,空间利用率不高。

在工业标准服务器的应用中,企业越来越看重管理能力所带来的总体成本节省及增值效应。与服务器硬件一同诞生的设备管理软件受到了各大企业的青睐。7月30日,惠普在北京推出了四大工业标准服务器管理方案,这四套方案是惠普智能统一管理架构平台HP Systems Insight Manager中文版与针对工业标准服务器的 HP ProLiant Essentials软件家族的几大功能组合,其中ProLiant Essentials软件家族包括了远程管理、分发部署、安全、虚拟化、性能及电源管理众多与硬件设备密切相关的管理工具。自此,惠普针对工业标准服务器的管理工具统一标识为HP Insight Control。
四种方案套装包括针对机架服务器与塔式服务器管理的Insight Control Environment(ICE)、针对刀片服务器的Insight Control for BladeSystem Data Center Edition(ICDC)、针对Linux环境中刀片服务器管理的Insight Control Linux Edition(ICLE),以及针对机架与塔式服务器电源功耗调节的iLO Power Management Pack(iPMP)。
推出Insight Control的目的主要有三:一是全面掌控系统的状态,用稳定的系统管理架构,保证IT服务交付的顺利进行;二是实现最大化的灵活性及适应性,用户能够根据业务需要灵活快速地适应及变更配置;三是节省更多的成本并创造更多的可用资源。据惠普工业标准服务器管理软件业务拓展经理颜青介绍,Insight Control集成的套件可简化HP BladeSystem和传统服务器的供应和管理,简化授权许可模式。
如何构建最好的服务器运行平台?目前用户面临的挑战主要包括部署或迁移需要花费大量的时间,系统监控复杂,服务器管理超出了控制范围,非正常宕机时间花费用户大量的成本且维护时间太长,服务器设备资源未被充分利用等。HP Insight Control智能管控解决方案就是为了解决用户这些问题而推出的,实现了对服务器硬件产品的管理、保护、监控、系统的分发及部署、系统优化与集成管理功能。(刘学习)

如何为电脑系统选配合适的电源是一个永恒的话题,特别是当配置太过高档,而机箱自带的300--400瓦电源无法应付的时候。当然啦,你也可以简单一些,直接去买一个1000瓦级别的电源就好啦,不过这么做可能会很浪费。很多时候我们无法搞清楚一台电脑中各个部件到底消耗了多少瓦电力,这是因为:显卡和CPU厂商为了保险起见,总是夸大产品的实际功率需求;各种各样的功耗计算器总是使用笼统的数据;很多计算机类媒体对于电脑实际功耗的测量非常匮乏。
当你打开一片硬件评测文章,翻到其功耗测试部分,你会发现功耗数据是通过墙上的220V市电插座测试出来的。这种测试非常容易,只要花不到50美元买一块消费级的功率表就可以了,它可要比那些严谨认真的测试工具便宜多了。
通常情况下,这种功率表的准确性还是相当高的,特别是当负载为几百瓦并且属于非线性负载的时候(计算机电源,特别是没有主动PFC的电源,就是一种非线性负载)。这种功率表中包含一个专用的微控制器,可以通过时间对电流电压积分,从而计算出负载消耗的有功功率。
几乎每一个计算机类媒体在测试功耗时,都会采用这种消费级的功率表。我们实验室里也有一个,但是并不用它来做严谨测试,只是在需要对某台计算机的功耗作出快速估计的时候才会使用,因为它很方便,不需要做什么准备工作。
消费级功率表所提供的测量结果与电脑的实际功耗并不完全相符,这是因为:
(一)电源自身的效率没有考虑进去。比方说某个电源的转换效率为80%,当负载实际消耗为500瓦时,这个电源将从220V市电中消耗500/08=625瓦。如果采用这种测量方式的话,将会得出625的结论,你可能会据此去选择额定功率为650瓦的电源,而实际上550瓦的电源就够用了。当然,你也可以把效率因素考虑进去,重新计算结果,但这要求你必须首先把电源详细测试一遍,记录它在不同负载下的效率值。这样做显然非常麻烦,而且测试结果也不够准确。
(二)这种测量方式得到的是平均值而非最大值。现代的CPU和显卡的功耗,能够在极短的时间内发生极大的改变。采用这种测量方式的话,你将无法看到电流的在极短时间内的变化(spike),因为这些极短时间内的变化(spike)都被电源里面的电容器消除掉了。
(三)这种测量方式无法告诉我们负载是如何分布的,比如+5V,+12V,+33V的电流各是多大,这些信息非常有趣,同时又很重要。
(四)最后也是最重要的一点。这种测量方式无法告诉我们CPU消耗了多少瓦,而显卡又消耗了多少瓦,你仅仅能得到一个所谓的“系统整体功耗”。
除了用消费级功率表来测量以外,还可以通过测量电源内部各路电流的大小来计算功耗。这种方式从技术上实现比较困难,但也不是完全不可能,比如技嘉的Odin GT电源就采用了这种设计,其内建了一个功率表。技嘉的Odin GT电源完全可以用来组建一个功耗测试平台,事实上这是一个蛮不错的方案,我们之所以没有选择它,是因为我们想要组建一个更加普遍和灵活的测试平台。
"我们的测试设备和测试方法
最简单的方法,就是通过在电源的各路电缆中串入分流器(一种阻值很小的电阻器)来测量电流大小,但是这种想法马上就被抛弃了。因为大电流级别的分流器不仅个头相当大,而且其压降为几十毫伏,这对于电源里的+33V这一路来说确实大了点。值得庆幸的是,Allegro微系统公司生产了非常优秀的基于霍尔效应的线性电流传感器,这种传感器能够将其传导通路中电流产生的磁场转化为输出电压,同时具有以下优点:
当测试电流通过其传导通路时,传导通路的内阻不超过12毫欧。这样的话,即使测试电流高达30安培,压降也只有36毫伏。
"
该传感器具有线性特征,输出电压与测试电流成正比关系,这样就不必涉及到复杂的算法。
该传感器的传导通路和感应部分是电气绝缘的,因此它们可以用来测量不同电压回路中的电流,无需同步。
该传感器采用紧凑的SOIC8封装,仅有5毫米大小。
该传感器可以直接与模数转换器的输入端相连,无需电压等级匹配,也无需电流解耦。
我们选用了Allegro公司的30安培级别的电流传感器ACS713-30T
。由于它的输出电压和测试电流直接成正比,因此测量出输出电压以后,再乘以一个适当的系数,就可以知道电流的大小了。输出电压可以通过万用表来测量,之所以没有采用,是因为它很不方便,而且标准型的万用表响应速度也不够快。再有,为了同时测量各路电流,可能需要多个万用表。这样一来,整个测试过程将是一项繁重的体力劳动,显然很不合适,因此我们决定自己制作一套完整的数据采集系统。
为了将传感器的输出电压模拟信号转变为数字信号以便读取,我们选用了Atmel公司的8-bit微控制器ATmega168
。利用它的8通道10-bit模数转换器,我们一共连接了8个电流传感器。从图中可以看到,除了ATmega168微控制器和8个ACS713传感器以外,还有一个相对大一点的芯片FTDI FT232RL。它是一个USB接口控制器,测试过程中的数据就是通过它和记录电脑的USB接口相连的。只要你愿意,你甚至可以使用正在进行功耗测试的电脑来记录它自身的功耗数据,并没有任何使用上的限制。但假如你想从按下电源开关那一瞬间就开始记录的话,这时就需要另一台电脑来帮忙。
这块采集卡小巧方便,大小约为80毫米x100毫米,正好可以安装在一个电源上,而电源又可以放在一个标准的ATX机箱里面。上图照片为采集卡安装在PC Power & Cooling公司的Turbo-Cool 1KW-SR 1000瓦电源上。
这个数据采集系统在使用前必须首先经过校准。方法是让一个已知大小的电流流经每一个测试通道,然后该电流和ACS713传感器输出电压之间的比例系数就可以被确定下来。由此产生的8个通道的比例系数都被存储在ATmega168微控制器的ROM里面,并且绑定到这张采集卡上。这张卡随时可以重新校准,向ROM中写入新的系数。
图中横坐标为时间(单位:01秒),纵坐标为电流(单位:安培)
我们为这张采集卡开发了一套专用程序,它能够以实时模式获取每个通道的测量数据。这套程序可以自动记录各个通道电流的瞬时值、最大值、最小值、平均值,还可以自动计算出具有相同电压的测试通道的电流总和,以及整台电脑功耗的瞬时值、最大值、最小值、平均值。
顺便说明一点:分别测量各路电流的最大功耗,再把它们加起来得到总的最大功耗,这样做是不对的,因为各路峰值电流有可能是在不同时刻出现的。比如对于硬盘来说,在按下开机按钮后5秒钟主轴马达启动时,+12V达到3安培的峰值电流,而显卡则在FurMark测试开始后其+12V才达到10安培的峰值电流。这是否意味着系统中+12V总的最大电流消耗就是13安培呢?显然不是。因此这套程序采用的是计算系统每时每刻的瞬时功耗,然后再从中选出最大值,得到最大功耗。
在这套程序中,你可以为8个测试通道分别选择不同的名字和颜色,所有的测量结果都以图表的形式显示出来,可以保存为格式,也可以保存为文本格式。采样频率设定为每秒钟10次,虽然采样次数可以继续增加,但是那样做并没有必要,因为数据量太大并且测量结果也没有什么变化。需要说明的是,这套系统并没有去测试实际的电压值,它在计算功率的时候,是通过假定+12V/+5V/+33V各路电压都是理想的120V/50V/33V来完成的。在本次测试中,主板+12V和硬盘+12V所消耗的电流被放在一起。以后测试显卡功耗的时候,我们会把主板上PCI Express显卡插槽所消耗的电流单独拿出来测量。
现在我们有了一个连接方便、使用简单、用途广泛并且足够精确的功耗分析系统,既可以用来测试“系统整体功耗”,又可以用来分析某一具体部件的功耗。下面我们就来展示一下这套系统的威力,用它来测量5套不同配置的电脑,包括从低端的“办公打字机”到顶级的“专用游戏机”。
"
"办公电脑测试
CPU:英特尔奔腾双核E2220(24GHz)
散热器:极冻酷凌Igloo 5063 Silent(E)PP
机箱风扇:极冻酷凌SilentBlade II GT9225-HDLA1
主板:技嘉GA-73PVM-S2(GeForce7100集成显卡)
内存:三星DDR2 800 1GB CL6
硬盘:日立Deskstar 7K1000B HDT721016SLA380(160GB)
DVD刻录机:索尼日电Optiarc AD-7201S
读卡器:索尼MRW620
机箱:迎广EMR-018(350W电源)
*** 作系统:32位Vista Home Premium SP1
这台电脑在Windows启动过程中显然功耗很低,各路电流始终都没有超过3安培。其中CPU的功耗波动非常有趣:按下电源按钮后,头20秒功耗较高,然后迅速下降,维持在很低的水平,仅在有 *** 作时才提高12-15瓦。这说明ACPI驱动程序在开机后20秒左右载入,随后就开启了CPU的节电功能。
在3DMark06测试中,由于集成显卡性能太弱,无法调动CPU全速运算,所以在大部分时间里CPU都保持在低功耗状态,只有+33V和+5V的功耗有一点小小的提升。
虽然FurMark号称是最严酷的测试,但是集成显卡能够轻松对付它,当然指的是功耗方面。各个配件的功耗表现都相当稳定。CPU同样没有满载,有趣的是,它在测试刚开始的瞬间功耗最高,后来降低了几秒钟,此后又略有升高。
在Prime95测试中,CPU终于达到满载,其电流达到峰值3安培。
当FurMark和Prime95同时运行的时候,并没有什么变化。CPU处于满载,而集成显卡的功耗依然不高。
"测试结果汇总

"对于这台办公电脑来说,显然任何一个电源都能满足它的要求。即便是那种装在mini-ITX机箱里面的120瓦小电源都拥有双倍的功率储备。如果将65纳米的E2220换为45纳米的E5200,那么系统整体功耗可能还会下降10瓦左右。
"
在睡眠模式(Suspend-to-RAM)下,这台电脑的+5Vsb电流为05安培,电源的+5Vsb通常能提供25-3安培
"家用电脑测试
CPU:AMD Athlon 64 X2 5000+(260GHz)
散热器:TITAN DC-K8M925B/R
机箱风扇:极冻酷凌SilentBlade II GT9225-HDLA1
主板:华硕M3A78(AMD770芯片组)
内存:三星DDR2 800 1GB x 2 CL6
硬盘:希捷酷鱼720010 ST3250410AS(250GB)
显卡:蓝宝石Radeon HD 4650 512MB
DVD刻录机:索尼日电Optiarc AD-7201S
机箱:迎广EAR-003(400W电源)
*** 作系统:32位Vista Home Premium SP1
在Windows的启动过程中,虽然Athlon 64 X2 5000+最大功耗超过50瓦,但是在节电技术开启后,闲置功耗则不到10瓦。注意看那条蓝色的曲线,它代表了主板和硬盘的电流变化情况。这条曲线出现下降的时候,其实就是显卡的节电技术开启的时候,因为这套配置中的Radeon4650显卡的电力供应来自于主板上的PCI Express插槽。
在进行3DMark06测试的时候,显卡和CPU的曲线将两外两条曲线覆盖住了,并且显卡和CPU的功耗一直都在上下大幅波动,这是因为二者始终都没有满载。在某些时候显卡等待CPU处理数据,而另一些时候CPU则在等待显卡完成运算。顺便提一下,如果采用以往那种“系统整体功耗”式的测量方法,我们根本不可能看到这样的细节,只能得到一个平均值而已。
FurMark虽然能让显卡达到最大功耗,但是对于CPU却无能为力,CPU电流大部分时间都维持在3安培。
在Prime95测试中,显卡到一边凉快去了,Athlon 64 X2 5000+开始发威,它的最大功耗超过了60瓦。
FurMark和Prime95同时运行时,所有配件都达到最大功耗,其中CPU是最费电的。
"测试结果汇总
"
这台家用电脑的最大功耗只有137瓦。
"文件服务器测试
这套配置是在前一套的基础上加入了3块西部数据猛禽硬盘,组成RAID0陈列。虽然所采用的硬盘已经落伍,容量只有74GB,但由于这是功耗测试,而不是性能测试,所以仍然是合适的。
CPU:AMD Athlon 64 X2 5000+(260GHz)
散热器:TITAN DC-K8M925B/R
机箱风扇:极冻酷凌SilentBlade II GT9225-HDLA1
主板:华硕M3A78(AMD770芯片组)
内存:三星DDR2 800 1GB x 2 CL6
硬盘:希捷酷鱼720010 ST3250410AS(250GB)
西部数据猛禽WD740GD 74GB x 3
显卡:蓝宝石Radeon HD 4650 512MB
DVD刻录机:索尼日电Optiarc AD-7201S
机箱:迎广EAR-003(400W电源)
*** 作系统:32位Vista Home Premium SP1
由于是文件服务器,因此并没有加入3DMark06、FurMark、Prime95等测试内容,而是采用了我们自己编写的一个专用测试程序FC-Verify。这个程序可以通过两个独立的线程来创建和读取特定文件,这样就能保证在任何时候它都有一个读线程和一个写线程,这对于被测试的磁盘子系统来说是强度很大的负载。如图所示,测试时在一个线程中设定了1000个256KB大小的文件,在另一个线程中则设定了100个10MB大小的文件。
首先来看一下仅有一个系统盘时候的启动过程,此时3块猛禽硬盘只连接了数据线,未连接电源线。从图中可以看出,CPU节电技术和显卡节电技术的开启时间都大大地推后了,这是由于芯片组的RAID控制器在确认过程中耗费了较多的时间。
同样是Windows启动过程,这一次3块猛禽硬盘组成的RAID0阵列处于通电状态。从测试结果中很容易发现,在刚开机的时候,蓝色曲线有一个高高的峰值,此时+12V CPU和+12V主板/硬盘的总电流超过了11安培,这是由于4块硬盘同时启动所造成的。
单一系统盘文件读写测试。显然+5V这一路的电流最大,这很好理解,因为硬盘的控制电路以及南桥的磁盘控制器都依靠+5V供电。
系统盘加上3块猛禽组成的RAID0阵列文件读写测试。此时+5V的负载达到了最大,而+12V的功耗却相当低。
"测试结果汇总
"
"
有点出乎意料,对于文件服务器来说,高强度的读写 *** 作并不是最费电的,事实上最大功耗出现在刚开机所有硬盘同时启动的时候。因此,对于大型的磁盘阵列系统来说,最好能有一个智能的RAID控制器,可以在开机的时候一个接一个地启动硬盘。对于这套由3块硬盘组成的阵列系统来说,一个典型的300瓦电源就足够了,它不但能够保证系统轻松启动,还拥有正常工作时所需的3倍功率储备。
"主流游戏电脑测试
CPU:英特尔Core 2 Duo E8600(333GHz)
散热器:极冻酷凌Igloo 5063 PWM(E)PP
主板:华硕P5Q(P45芯片组)
内存:金士顿ValueRAM DDR2 800 2GB x 2 CL6
硬盘:希捷酷鱼720012 500GB
显卡:蓝宝石Radeon HD 4850 512MB
DVD刻录机:索尼日电Optiarc AD-5200S
读卡器:索尼MRW620
机箱:迎广S627TAC(450W电源)
*** 作系统:32位Vista Home Premium SP1
Windows启动:CPU和显卡分别在开机后5秒钟和12秒钟进入节电状态。E8600毕竟是目前最快的双核处理器,所以机器启动速度非常快。
3DMark06测试时,显卡功耗变化很快,而且变化幅度也很大,+12V辅助供电接口的电流会迅速跌至4安培以下,然后又猛窜到7安培以上。从图中可以看出CPU在大部分时间里都处于闲置状态,功耗并不高。
虽然FurMark测试对显卡施加了很高的平均负载,但是却没有出现3DMark06测试中7安培的峰值电流,这一点很有趣。由于在此项测试中CPU负载明显高于3DMark06,所以各路+12V电流总和大于3DMark06。
到了Prime95测试环节,显卡终于可以歇一歇了,其辅助供电接口电流仅有1安培。CPU功耗虽然增大,但是始终也没有超过50瓦,这个数字其实还包括了供电单元的消耗。
FurMark和Prime95同时运行时,系统功耗达到最大,你可以看到显卡的功耗明显大于CPU。+12V主板/硬盘这一路满载电流为4安培,其中有很多都被Radeon4850显卡通过PCI Express接口消耗掉了。
"测试结果汇总
这台游戏电脑的最大功耗只有189瓦,一个300瓦的电源就已经多出了50%的功率储备。对于这种配置的电脑来说,绝对没有任何理由去购买超过400瓦的电源。
"高端游戏电脑测试一
CPU:英特尔Core i7-920(266GHz)
主板:技嘉GA-EX58-UD3R
内存:三星DDR3 1333 1GB x 3 CL9
硬盘:希捷酷鱼720011 ST31000333AS(1TB)
显卡:丽台WinFast GTX 260 Extreme+ W02G0686 896MB
DVD刻录机:索尼日电Optiarc AD-7201S
机箱:迎广J614TA F430(550W电源)
*** 作系统:32位Vista Home Premium SP1
如果你在硬件论坛就以上这套配置向别人发帖询问的话,很多人都会建议你至少购买750瓦的电源。下面我们就来看一看,它的最大功率到底有多少?
由于Core i7和GeForce GTX 260都有节电技术,所以Windows启动过程没有什么特别之处。
3DMark06测试再次印证了一条真理:不论你的CPU有多牛B,随便找一块高端显卡都可以在功耗方面把它打败。
FurMark测试中,显卡功耗以6到7秒为周期进行有规律地变化,这种现象不好解释,可能是由于FurMark的特性所导致的。CPU显然没有满载,其功耗几乎维持在36瓦不变。
Prime95测试中,又轮到显卡休息了,CPU功耗则从闲置状态下的20瓦猛增到接近120瓦!看来英特尔的处理器在电源管理方面确实很优秀,真的应该好好表扬一下,同时希望未来32纳米处理器的满载功耗能够降低一些。
在Prime95和FurMark同时运行时,Prime95最大程度地占用了Core i7的8个线程,这使得Core i7过载了。Core i7虽然性能强劲,但是在以8线程开启Prime95的情况下,并不能够同时满足来自于显卡的运算需求。结果导致显卡只能渲染一帧,等待一下,然后再渲染一帧,再等待一下,于是就出现了图中所示的显卡功耗急升急降。如果是采用消费级功率表测量整体功耗的话,则只能显示出平均值,无法显示出最大值。
"测试结果汇总
"
"这台高端游戏电脑的最大功耗其实只有371瓦,一个550瓦的电源就可以轻松满足它的需要。另外,这台电脑开机时+5Vsb电流只有01安培,是这几套配置中最小的,但是S3模式(Suspend-to-RAM)下却增大为07安培。
"高端游戏电脑测试二
这套配置是在前一套的基础上将显卡换成双芯片的华硕ENGTX295(GeForce GTX295),这也是目前最顶级的游戏配置了。
CPU:英特尔Core i7-920(266GHz)
主板:技嘉GA-EX58-UD3R
内存:三星DDR3 1333 1GB x 3 CL9
硬盘:希捷酷鱼720011 ST31000333AS(1TB)
显卡:华硕ENGTX295/2DI 1792MB
DVD刻录机:索尼日电Optiarc AD-7201S
机箱:迎广J614TA F430(550W电源)
*** 作系统:32位Vista Home Premium SP1
Windows启动:开机后大约15秒左右,随着ACPI驱动程序的载入,CPU节电技术顺利开启。而显卡的情况则有一些不同:开机后大约30秒的时候,GTX295其中一个+12V辅助供电接口的电流下降,但与此同时+33V这一路的电流却从5安培提高到6安培。由于前一套配置在启动过程中并没有出现这种现象,所以这一定是由于更换GTX295显卡所导致的。在开机后40秒左右,显卡的两个+12V辅助供电接头的电流都变大了,同时+12V主板/硬盘的功耗也增加了,增加的这部分只能归结于PCI Express显卡插槽电流增大。因此,对于GTX295这样的双芯片显卡来说,你不能指望它在功耗方面能有单芯片显卡那样的表现,即便是在Windows桌面闲置的情况下。
3DMark06已经不能对现代的高端游戏电脑施加足够的压力。虽然CPU和显卡的功耗波动很剧烈,但是二者都没有进入满载状态。
在FurMark测试中,显卡的功耗曲线好看多了(满载)。同时还可以发现,显卡功耗在测试过程中缓慢上升,这是由于显卡越来越热所造成的。
Prime95使得CPU的功率激增了100瓦。从图中还可以看出,CPU功耗曲线微微上翘,这同样是由于温度升高所导致的。因为对于半导体芯片来说,温度越高,功耗就越大。
同时运行FurMark和Prime95时,情形与上一套配置类似:CPU已经过载,无法同时满足来自显卡的运算需求。
现在来对比一下,如果采用以往那种测量方式,将会得到什么样的结果?我们改为使用文章开头提到的PM-300那种消费级的功率表来测试,它向我们报告功耗最大值为490瓦。如果电源转换效率按照90%来计算,这意味着整套电脑最大功耗为441W。但是利用我们自己开发的这套工具,测试结果却表明,实际最大功耗已经超过了500瓦。为什么会有这么大的差异呢?原因就在于,当系统功耗快速而又剧烈波动的时候,功率表报告的是平均值,而非最大值。
"测试结果汇总
对于Core i7和GeForce GTX 295这种顶级配置来说,750瓦电源就已经绰绰有余了,因为它多出了50%的功率储备。请注意,503瓦的最大功耗数据是在极端重度负载的情况下达到的,现实中没有哪一部游戏作品能够像FurMark + Prime95这样残酷地折磨电脑。也就是说,750瓦的电源实际上拥有更大的功率储备。
最后奉上5套配置的最大负载(FurMark + Prime95)和典型负载(3DMark06)功率需求总结


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