據(jù)統(tǒng)計，2006年我國規(guī)模以上電子信息產(chǎn)品制造業(yè)綜合能源消耗量為1357萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，萬元增加值能耗為國民經(jīng)濟平均水平的1/7，為工業(yè)平均水平的1/15。但是，對于一些大型數(shù)據(jù)中心、大型運算中心而言，由于服務(wù)器、高性能計算機都是集中、批量地部署，其節(jié)能減排工作已經(jīng)刻不容緩。
高性能計算機已成“電老虎”
近年來，隨著計算機硬件成本大幅降低，加上Linux集群優(yōu)勢突出，用戶部署的高性能計算機系統(tǒng)規(guī)模越來越大，節(jié)能降耗也因此成為廠商和用戶不容忽視的一大課題。2004年落戶上海超算中心的10萬億次曙光4000A目前仍是國產(chǎn)最快的超級計算機。高標(biāo)委主任、曙光總裁歷軍說：“這臺機器每年光電費就要400多萬元，平均每天就是一萬多元。2008年我們還會推出每秒運行100萬億次的機器，如果還按照現(xiàn)在的情況，光是能源的消耗就會遠遠大于超級計算機自身的價值。因此，在下一代高性能計算機的設(shè)計和研發(fā)過程中，必須解決好節(jié)能降耗的問題。”
跟上海超算中心比起來，中石油東方地球物理公司（BGP）數(shù)據(jù)中心的電耗成本更是高得驚人。該公司總工程師賴能和談道，從2002年到2007年，BGP所擁有的CPU數(shù)量、總體運算能力、總存儲容量分別增長了40倍、7354倍和300倍，現(xiàn)在擁有1萬多顆CPU規(guī)模的數(shù)據(jù)中心的電費總支出每天要4.8萬元，因此每年光電費成本就高達1700多萬元。高額的用電量和用電成本甚至讓一些擁有更大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的企業(yè)如Google、騰訊開始籌劃自建發(fā)電站。
對于服務(wù)器使用量較少的中小企業(yè)來說，能耗問題也同樣不容忽視。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)在一臺服務(wù)器3年內(nèi)所消耗掉的電力成本可能會超過服務(wù)器當(dāng)初的采購成本。斯坦福大學(xué)的一項研究顯示，2005年美國用于服務(wù)器產(chǎn)品上的電費高達27億美元，占了美國總電費的1.2%，值得注意的是，其中服務(wù)器本身運行時需要消耗的電力與制冷、散熱等輔助系統(tǒng)所需要的電力二者之間接近1：1的關(guān)系。
“中國目前有近1億臺筆記本電腦或臺式電腦，但我們的服務(wù)器保有量大約是200萬臺，這個比例還遠遠沒有達到發(fā)達國家的水平，比如美國每10臺PC會匹配一臺服務(wù)器，因此，我們還有很大的發(fā)展空間，預(yù)計能達到1000萬臺服務(wù)器，計算下來，每年就會消耗掉300億千瓦時甚至更多的電能，排放幾千噸的溫室氣體。”高標(biāo)委秘書長曾宇算了這樣一筆賬。
節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫
曾宇介紹說，從最新的全球高性能計算機TOP500排行榜可以看出，目前高性能計算機呈現(xiàn)出以下趨勢，即刀片服務(wù)器步入泛應(yīng)用期，服務(wù)器節(jié)能技術(shù)趨于成熟，以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)的效用服務(wù)器浮出水面，可重構(gòu)計算顯露身手，個人HPC（高性能計算機）成為新寵兒。而節(jié)能已經(jīng)成為這些技術(shù)中不可缺少的重要因素。為了提高HPC的每瓦特性能，需要從芯片級、系統(tǒng)級和基礎(chǔ)架構(gòu)級等多個層面來研究開發(fā)節(jié)能技術(shù)，節(jié)能已經(jīng)成為未來千萬億次計算機研發(fā)中必須逾越的一大障礙。
“其實，在過去幾年里，技術(shù)進步已經(jīng)為高性能計算機節(jié)能帶來了明顯的效果。但面對未來的百萬億次和千萬億次計算時代，要做的工作還很多。”信息產(chǎn)業(yè)部相關(guān)負責(zé)人說。如在芯片層面，英特爾的EIST、AMD的PowerNow!、IBM的高熱傳導(dǎo)界面芯片冷卻技術(shù)以及上海瀾起科技的AMB芯片等都提供了非常出色的節(jié)能技術(shù)。上海瀾起科技董事長楊崇和介紹說，瀾起科技已成功研制出了新型的AMB芯片，和目前市場上的AMB相比，新型AMB可節(jié)能30%~50%。
美國電子器件工程聯(lián)合委員會存儲器委員會（JEDEC）主席羅丹德認為，除了技術(shù)創(chuàng)新，還應(yīng)該制定出有效的低功耗標(biāo)準(zhǔn)。計算機已普及并影響到更多的產(chǎn)品，而數(shù)據(jù)中心又是計算機使用中增長最快且用戶群最大的工具之一，制定低功耗標(biāo)準(zhǔn)已是迫在眉睫。
據(jù)悉，高標(biāo)委目前正在制定刀片服務(wù)器的一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，而且計劃明年會針對石油、氣象等行業(yè)推出高性能計算行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。這其中很重要的一個方面，就是推出相關(guān)的高性能計算機節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
