请问有哪些技术可以解决刀片式服务器的散热和能耗问题?

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惠普推动绿色刀片策略造绿色数据中心
随着国家政策对节能降耗要求的提高,节能降耗正成为国家、全社会关注的重点。而IT能耗在所有的电力使用当中所占比重的不断上升,已经使其成为社会提倡节能降耗主要领域之一。做为全球领先的IT公司和一家具有强烈社会责任感的企业,惠普公司积极倡导“绿色IT”的理念,并加大研发,推出了一系列的针对绿色IT的创新技术和产品。10月26日,惠普公司在香山饭店举办了“绿色刀片”的研讨会,介绍了惠普公司新一代数据中心以及新一代刀片系统BladeSystem c-Class在供电散热等方面的绿色创新技术以及环保节能优势,并推出了针对绿色数据中心的完整解决方案。
长期以来,更强大的数据中心处理能力一直是我们追求的目标。但在能源开销与日俱增的今天,处理能力发展的另一面是需要消耗更多的资源。而且随着服务器密度的不断增大,供电需求也在相应增加,并由此产生了更多的热量。在过去的十年中,服务器供电密度平均增长了十倍。据IDC预测,到2008年IT采购成本将与能源成本持平。另一方面,数据中心的能耗中,冷却又占了能耗的60%到70%。因此,随着能源价格的节节攀升,数据中心的供电和冷却问题,已经成为所有的数据中心都无法回避的问题。
惠普公司十几年来一直致力于节能降耗技术的研究,并致力于三个层面的创新:一是数据中心层面环境级的节能技术;二是针对服务器、存储等IT产品在系统层面的绿色设计;三是对关键节能部件的研发,如供电、制冷、风扇等方面的技术创新。目前,来自惠普实验室的这些创新技术正在引领业界的绿色趋势。针对数据中心环境层面,惠普推出了全新的动态智能冷却系统帮助客户构建新一代绿色数据中心或对原有数据中心进行改造;在设备层面,惠普的新一代绿色刀片服务器系统以能量智控(Thermal Logic)技术以及PARSEC体系架构等方面的创新成为未来数据中心节能的最关键基础设施;同时这些创新技术体现在一些关键节能部件上,如Active Cool(主动散热)风扇、动态功率调整技术(DPS, Dynamic Power Saver)等。惠普公司的绿色创新将帮助客户通过提高能源效率来降低运营成本。
HP DSC精确制冷 实现绿色数据中心
传统数据中心机房采用的是平均制冷设计模式,但目前随着机架式服务器以及刀片服务器的出现和普及,数据中心出现了高密度服务器与低密度混合的模式,由于服务器的密度不均衡,因而产生的热量也不均衡,传统数据中心的平均制冷方法已经很难满足需求。造成目前数据中心的两个现状:一是目前85%以上的机房存在过度制冷问题;二在数据中心的供电中,只有1/3用在IT设备上,而制冷费用占到总供电的2/3 。因此降低制冷能耗是数据中心节能的关键所在。
针对传统数据中心机房的平均制冷弊端,惠普推出了基于动态智能制冷技术的全新解决方案——“惠普动态智能冷却系统”(DSC, Dynamic Smart Cooling)。动态智能冷却技术的目标是通过精确制冷,提高制冷效率。DSC可根据服务器运行负荷动态调控冷却系统来降低能耗,根据数据中心的大小不同,节能可达到20 %至45%。
DSC结合了惠普在电源与冷却方面的现有创新技术,如惠普刀片服务器系统 c-Class架构的重要组件HP Thermal Logic等技术,通过在服务器机架上安装了很多与数据中心相连的热能探测器,可以随时把服务器的温度变化信息传递到中央监控系统。当探测器传递一个服务器温度升高的信息时,中央监控系统就会发出指令给最近的几台冷却设备,加大功率制冷来降低那台服务器的温度。当服务器的温度下降后,中央监控系统会根据探测器传递过来的新信息,发出指令给附近的冷却设备减小功率。惠普的实验数据显示,在惠普实验室的同一数据中心不采用DSC技术,冷却需要117千瓦,而采用DSC系统只需要72千瓦。
惠普刀片系统:绿色数据中心的关键生产线
如果把数据中心看作是一个“IT工厂”,那么“IT工厂”节能降耗不仅要通过DSC等技术实现“工厂级”环境方面的节能,最重要的是其中每一条“生产线”的节能降耗,而数据中心的生产线就是服务器、存储等IT设备。目前刀片系统以节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务,满足了新一代数据中心对服务器的新要求,正成为未来数据中心的重要“生产线”。因此刀片系统本身的节能环保技术是未来数据中心节能降耗的关键所在。
惠普公司新一代绿色刀片系统HP BladeSystem c-Class基于工业标准的模块化设计,它不仅仅集成了刀片服务器和刀片存储,还集成了数据中心的众多要素如网络、电源/冷却和管理等,即把计算、存储、网络、电源/冷却和管理都整合到一起。同时在创新的BladeSystem c-Class刀片系统中,还充分考虑了现代数据中心基础设施对电源、冷却、连接、冗余、安全、计算以及存储等方面的需求。
在标准化的硬件平台基础上,惠普刀片系统的三大关键技术,更令竞争对手望尘莫及。首先是惠普洞察管理技术——它通过单一的控制台实现了物理和虚拟服务器、存储、网络、电源以及冷却系统的统一和自动化管理,使管理效率提升了10倍,管理员设备配比达到了1:200。第二是能量智控技术——通过有效调节电力和冷却减少能量消耗,超强冷却风扇相对传统风扇降低了服务器空气流40%,能量消耗减少50%。最后是虚拟连接架构——大大减少了线缆数量,无需额外的交换接口管理。允许服务器额外增加、可替代、可移动,并无需管理员参与SAN和LAN的更改。
目前,惠普拥有完整的刀片服务器战略和产品线,既有支持2路或4路的ProLiant刀片服务器,也有采用安腾芯片的Integrity刀片系统,同时还有存储刀片、备份刀片等。同时,惠普BladeSystem c-Class刀片服务器系统已得到客户的广泛认可。根据IDC发布的2006年第四季度报告显示,惠普在刀片服务器的工厂营业额和出货量方面都占据了全球第一的位置。2007年第二季度,惠普刀片市场份额472%,领先竞争对手达15%,而且差距将会继续扩大。作为刀片市场的领导者,惠普BladeSystem c-Class刀片系统将成为数据中心的关键基础设施。
PARSEC体系架构和能量智控:绿色生产线的两大核心战略
作为数据中心的关键基础设施,绿色是刀片系统的重要发展趋势之一,也是数据中心节能的关键所在。HP BladeSystem c-Class刀片系统的创新设计中,绿色就是其关键创新技术之一,其独特的PARSEC体系架构和能量智控技术就是这条绿色生产线的两大关键技术。
HP PARSEC体系结构是惠普刀片系统针对绿色策略的另一创新。目前机架服务器都采用内部几个小型局部风扇布局,这样会造成成本较高、功率较大、散热能力差、消费功率和空间。HP PARSEC(Parallel Redundant Scalable Enterprise Cooling)体系结构是一种结合了局部与中心冷却特点的混合模式。机箱被分成四个区域,每个区域分别装有风扇,为该区域的刀片服务器提供直接的冷却服务,并为所有其它部件提供冷却服务。由于服务器刀片与存储刀片冷却标准不同,而冷却标准与机箱内部的基础元件相适应,甚至有时在多重冷却区内会出现不同类型的刀片。配合惠普创新的 Active Cool风扇,用户就可以轻松获得不同的冷却配置。惠普风扇设计支持热插拔,可通过添加或移除来调节气流,使之有效地通过整个系统,让冷却变得更加行之有效。
惠普的能量智控技术(Thermal Logic)是一种结合了惠普在供电、散热等方面的创新技术的系统级节能方法,该技术提供了嵌入式温度测量与控制能力,通过即时热量监控,可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,这使用户能够及时了解并匹配系统运行需求,与此同时以手动或自动的方式设定温度阈值。或者自动开启冷却或调整冷却水平以应对并解决产生的热量,由此实现最为精确的供电及冷却控制能力。通过能量智控管理,客户可以动态地应用散热控制来优化性能、功耗和散热性能,以充分利用电源预算,确保灵活性。采用能量智控技术,同样电力可以供应的服务器数量增加一倍,与传统的机架堆叠式设备相比,效率提升30%。在每个机架插入更多服务器的同时,所耗费的供电及冷却量却保持不变或是减小,整体设计所需部件也将减少。
Active Cool风扇、DPS、电源调整仪:生产线的每个部件都要节能
惠普BladeSystem c-Class刀片系统作为一个“绿色生产线”,通过能量智控技术和PARSEC体系架构实现了“生产线”级的节能降耗,而这条生产线上各组成部件的技术创新则是绿色生产线的关键技术保障。例如,深具革新意义的Active Cool风扇,实现智能电源管理的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术。
风扇是散热的关键部件。风扇设计是否越大越好?答案是否定的。市场上有的刀片服务器产品采用了较大型的集中散热风扇,不仅占用空间大、噪音大,冗余性较差、有漏气通道,而且存在过渡供应、需要较高的供电负荷。
惠普刀片服务器中采用了创新的Active Cool(主动散热)风扇。Active Cool风扇的设计理念源于飞行器技术,体积小巧,扇叶转速达136英里/小时,在产生强劲气流的同时比传统型风扇设计耗电量更低。同时具有高风量(CFM)、高风压、最佳噪音效果、最佳功耗等特点,仅使用100瓦电力便能够冷却16台刀片服务器。这项深具革新意义的风扇当前正在申请20项专利。Active Cool风扇配合PARSEC散热技术,可根据服务器的负载自动调节风扇的工作状态,并让最节能的气流和最有效的散热通道来冷却需要的部件,有效减少了冷却能量消耗,与传统散热风扇相比,功耗降低66%,数据中心能量消耗减少50%。
在供电方面,同传统的机架服务器独立供电的方式相比,惠普的刀片系统采用集中供电,通过创新的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术实现了智能电源管理,根据电源状况有针对性地采取策略,大大节省了电能消耗。
ProLiant 电源调整仪(ProLiant Power Regulator)可实现服务器级、基于策略的电源管理。电源调整议可以根据CPU的应用情况为其提供电源,必要时,为CPU应用提供全功率,当不需要时则可使CPU处于节电模式,这使得服务器可以实现基于策略的电源管理。事实上可通过动态和静态两种方式来控制CPU的电源状态,即电源调整议即可以设置成连续低功耗的静态工作模式,也可以设置成根据CPU使用情况自动调整电源供应的动态模式。目前电源调整议可适用于AMD或英特尔的芯片,为方便使用,惠普可通过iLO高级接口显示处理器的使用数据并通过该窗口进行配置 *** 作。电源调整议使服务器在不损失性能的前提下节省了功率和散热成本。
惠普创新的动态功率调整技术(DPS, Dynamic Power Saver)可以实时监测机箱内的电源消耗,并根据需求自动调节电源的供应。由于电源在高负荷下运转才能发挥最大效力,通过提供与用户整体基础设施要求相匹的配电量, DPS进一步改进了耗电状况。例如,当服务器对电源的需求较少时,可以只启动一对供电模块,而使其它供电模块处于stand by状态,而不是开启所有的供电单元,但每个供电单元都以较低的效率运行。当对电源需求增加时,可及时启动STAND BY的供电模块,使之满足供电需求。这样确保了供电系统总是保持最高效的工作状态,同时确保充足的电力供应,但通过较低的供电负荷实现电力的节约。通过动态功率调整技术,每年20个功率为0075/千瓦时的机箱约节省5545美元。
结束语
传统数据中心与日俱增的能源开销备受关注,在过去十年中服务器供电费用翻番的同时,冷却系统也为数据中心的基础设施建设带来了空前的压力。为了解决节节攀升的热量与能源消耗的难题,惠普公司创新性地推出了新一代绿色刀片系统BladeSystem c-Class和基于动态智能制冷技术DSC的绿色数据中心解决方案,通过惠普创新的PARSEC体系架构、能量智控技术(Thermal Logic)以及Active Cool风扇等在供电及散热等部件方面的创新技术来降低能耗,根据数据中心的大小不同,这些技术可为数据中心节能达到20 %至45%。

热插拔。
对于电信类行业来说,要解决用户数量爆炸式的增长同时又兼容不同时期的话音设备,就需要有一种具有超高集成密度和超强单位空间计算能力并且兼容现有电信语音系统的全新服务器,即刀片服务器。
相比机架式和塔式服务器来说,刀片服务器的计算力度得到了很大的提高。例如它可以在4U的空间里集成最多8个刀片服务器,每一个刀片上可以放两个CPU,最多则可以放16个CPU;同时,它带有备板,所有刀片服务器都是一块一块插在备板上,可以提供丰富的连接资源。
刀片式服务器不但有极高的计算密度,还有很多其它特点,比如高可靠性。现在的刀片式服务器都经过了NEBS测试,是专门应用在电信环境里设备进行的一种测试。测试规范非常严格,比如五分钟火焰炙烧考验,模拟在75级的地震下是运转情况,模拟在恶劣环境下是否稳定运行等,从而在品质上保证系统的稳定性。
刀片式服务器的设计,使其很容易部署高可用方案。由于所有的刀片式服务器都是通过一个备板连接起来的,这就预示着能够通过备板上提供的信号,很容易地把刀片服务器集合成一个集群系统。以前在要搭建一个八台服务器的集群系统,每台服务器后面要有一个键盘的接口、鼠标的接口,显示器的接口,两根网线,加起来总共是五根线,八台服务器就是40根,相当麻烦,而刀片式服务器几乎所有的连接都可以通过备板实现。
刀片服务器非常容易实现热拔插功能。这时会触发一个中断并提供给刀片服务器,CPU收到这个中断以后,就会终止 *** 作系统的运行,把 *** 作系统安全的关闭,备板前面的灯会亮起,然后就可以安全将服务器拔下来。另外,刀片服务器可能非常容易地实现服务器的集群。
刀片服务器可以在备板上连接交换机,而且不必将网线连接到每一个刀片服务上。因为现有的刀片服务器交换机的产品是CompactPCI216标准,允许刀片服务器的备板上集成百兆、千兆的交换,同时允许在备板上插一个百兆、千兆的交换机,等于在原先的标准上提供了一种基于以太网、基于IP的通讯方式。同时,由于这个标准也支持H110基于电信语音交换的总线标准,从而可以把基于IP的通讯和基于语音的链路交换的语音交换。目前,电信的增值服务和应用越来越多的需求更多的计算能力。例如网上语音会议、语音信箱等,以前的服务器,除了通过一些特殊的板卡,很难提供和电信系统的接孔,但现在通过这个标准,满足了这种需求。
刀片服务器系统由于要应用在大规模用户的服务接入或者应用层面上,这就要求有非常好的可靠性和管理性。在这方面,刀片服务器符合业界ITMI标准的,通过这一标准可以远程观察到服务器的参数,一旦发现情况就可及时知道。同时,刀片服务器的体积规格决定了可以做到高密度计算,并且采用各种低功耗设备,为供电和机房管理提供了便利,并且采用嵌入式软件,从各方面做到与现有电信系统完美地结合。
随着应用的发展,随着计算能力的不断增加,机架服务器目前已成为一种很主流的机型,可以预见,随着应用的进一步扩展,随着系统面临的压力的进一步增大,像刀片服务器这样的服务器系统将会成为未来服务器结构中一个比较重要的成员。

刀片式服务器是一种HAHD(High Availability High Density,高可用高密度)的低成本服务器平台,是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的,其中每一块“刀片”实际上就是一块系统母板,类似于一个个独立的服务器。在这种模式下,每一个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,可以共享资源,为相同的用户群服务。当前市场上的刀片式服务器有两大类:一类主要为电信行业设计,接口标准和尺寸规格符合PICMG(PCI Industrial Computer Manufacturer's Group)1x或2x,未来还将推出符合PICMG 3x 的产品,采用相同标准的不同厂商的刀片和机柜在理论上可以互相兼容;另一类为通用计算设计,接口上可能采用了上述标准或厂商标准,但 尺寸规格是厂商自定,注重性能价格比,目前属于这一类的产品居多。刀片式服务器目前最适合群集计算和IxP提供互联网服务。

您好,下面我来回答下您提出的问题
先说说刀片服务器,刀片式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。刀片式服务器已经成为高性能计算集群的主流,在全球超级500 强和国内100 强超级计算机中,许多新增的集群系统都采用了刀片架构。由于采用刀片服务器可以极大减少所需外部线缆的数量,可以大大降低由于线缆连接故障带来的隐患,提高系统可靠性。
值得一提的是,惠普公司推出的刀片服务器更具有特色,相比同类服务器具备以下特点
1经济:与传统IT相比,整合设计有助于降低购买成本,使用户更加轻松地拥有立杆见影的集成冗余特性;与机架安装式基础设施相比,所需线缆和其它组件减少达40%。
2灵活:惠普虚拟连接和模块化设计有助于顺利进行变更,加快发展速度无需重新布线即可动态添加、更换和恢复资源。
3节能:惠普智能能耗技术可将电源和散热作为一种资源进行管理,能源效率大幅提升功耗降低高达30%,数据中心内的热气排放量显著减少。
4省时:惠普洞察管理可有效管理自动化基础设施,节省客户的宝贵时间提高管理员工作效率,简化库存、供应和恢复,加快补丁修复速度。
回答完毕,希望能帮助到您


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