高性能计算机要变“绿”

1、高性能计算机要变“绿”（记者刘学习）在中国高性能计算机（ HPC）节能技术标准与应用研讨会上，高性能计算机急需在节能减排上要有所作为成为与会者的共识。本文介绍了降低高性能计算机能耗值得关注的技术。HPC能耗引关注高性能计算已经成为耗能大户。2005 年，美国数据中心服务器消耗的电力占全美电力的0.2，电费高达 27 亿美元，而中国上海的一家高性能计算中心一年的电费同样高达400万元。高性能计算机急需在节能减排上从技术标准、技术创新上有所作为，这是 11 月 21 日信息产业部与中国电子工业标准化技术协会在北京召开的中国高性能计算机节能技术标准与应用研讨会上， 政府和 IT 企业、高性能计算机用

2、户的一个共同认识。信息产业部科技司副司长韩俊指出，高性能计算机是我们国家发展的重点，已经发挥出了不可替代的重要作用，产生了巨大的经济效益。但同时，在能耗方面，它确实又首屈一指，高性能计算机节能减排的任务很重。韩俊表示，希望各方面按体系做好相关的标准化工作，统筹标准与创新、产业推进、推广运用等多个环节，稳妥地推动高性能计算机应用。能源的消耗已经远远超过了高性能计算机本身的价值。Google 为自己的计算机中心建设了多个发电站，腾讯也已经开始为自己的数据中心的高性能计算机在四川某地兴建自己的电站，超级计算机信息装备正在慢慢变成一个电老虎。这些现实促使即将推出的全球 500 强超级计算机排行榜（ T

3、OP500）决定推出绿色排行榜，上榜的将是全球最绿色、最环保、单位功耗最低的高性能计算性能机。高性能计算机标准委员会秘书长曾宇博士认为，节能已经成为未来千万亿次计算机研发中必须逾越的一大障碍，为了提高 HPC的每瓦特性能，需要从芯片级、系统级和基础架构级等多个层面来研究开发节能技术。为适应国家节能降耗的要求，高性能计算机标准委员会将推出系列标准。标准的出台将推动存储、交换、安全等关联产业的健康良性发展，并且改善目前高能耗的格局。与此同时，高性能计算机标准委员会会员正在不断增加， 已经发展了包括用户、 研究单位、系统企业等 31 个会员。目前，国内外主要 IT 企业都在研发节能技术。 HPC能耗

4、包括两个部分，一是系统的实际能耗，另一个是为了降低系统的发热， HPC会推出制冷和散热系统，这些制冷和散热系统的能耗也是 HPC 能耗的一部分。 2005 年美国高性能计算机的电力消费 27 亿美元，其中包括两个部分，服务器运行所需能耗 13 亿美元，散热降温的能耗14 亿美元。值得关注的技术如何降低降低高性能计算机能耗？在研讨会上，以下技术方向引起了与会者的关注。众多企业推出芯片级的新技术。不同的企业在这方面有不同的技术。据调查，在 IA 架构服务器中， 最大耗电量是内存，芯片组 100W 以下， CPU不超过 100W，而内存用量大，目前一个系统里可以放 32 条存储器，每一条为 9W ，

5、实际能耗接近 300W，远远超出了 CPU的能耗，而澜起科技研发出来的 AMB 芯片的功耗比其他厂家低 30% 50%。AMDBarcelona可以动态地进行电源管理，对核心和内存控制器提供分离的电源供应，对每个核心单独调整到MHz，自动关闭不使用的逻辑电路区域等。英特尔更是在工艺和晶体管材料上做出了重大改进，如今年11 月推出的 Penryn 处理器采用了 45nm 工艺，用高 -K 材料代替传统的硅，使得摩尔定律得以再延续 1015 年。在服务器管理上，通过动态的管理，可以实时动态调整服务器性能，以达到降低能耗的作用。以前我们谈到更多的是用户统一、系统统一、数据统一、系统管理统一，今天更多

6、讨论的是基于策略的节能检测和管理。如何把能耗监控和管理拉入到统一管理，已经成为管理软件企业努力的一个方向。如曙光自适应功率管理软件可以根据效率曲线来动态关闭和打开电源，与监控系统和调度系统相结合，可以探测空闲资源，通过降低 CPU 频率、关闭 CPU核心等手段来降低空闲资源的能耗。采用虚拟化技术。虚拟化通过整合不仅能减少服务器数量，降低能耗，还可以通过动态负载均衡来实现虚拟机的迁移，提高系统高可用性。虚拟化技术在降低能耗方面的表现才刚刚开始，潜力很大。优化系统设计可以提高能耗效率。英特尔公司技术专家Joseph Tsang认为，由于UPS、PSU、服务器风扇、 VR等部件在实现交直流电的转换过程中，往往会损失掉一