數據中心節能芯片先行

　　節能空調對比普通工業空調能夠降低30%的電能消耗；新風技術取代空調，能夠降低50%左右的能耗……如今，可供選擇的節能產品多種多樣，但除少數廠商在研究無空調節能機房外，行業應用最為廣泛的技術都集中在降低機房散熱能耗上，雖然這些節能途徑效果顯著，但從長遠來看，僅是權宜之計，因為這并沒有徹底根除設備散熱帶來的空調消耗，并且沒有減少任何一點因設備散熱而浪費的能源。

　　當前專業人士的共識是，造成機房溫度升高的主要原因是芯片散熱，它才是在整個機房多余能耗的罪魁禍首。但如何減少散熱，有效利用能源？

　　從機房設備耗能分析可以看出，芯片能耗主要集中在兩個方面，一部分用于正常運算的需求，另一部分是變成熱能散發到空氣中，為了使機房溫度能夠保持在安全工作溫度下，必須啟用空調等降溫系統降低溫度，由此連鎖反應，讓機房耗能如滾雪球一樣不斷擴大。這種能量的大量消耗，正威脅著行業的發展。

　　經濟價值凸顯節能緊迫性

　　據報道，Google(谷歌)公司，通過大量的服務器應對來自全球的搜索需求，每年的電費支出高達4000萬美元。一臺10萬億次的超級計算機每年要消耗400萬人民幣的電費，平均每天1萬多元，相當于一個小縣城的耗電規模，為了節省電費，Google選擇將數據中心建造在發電站旁來進一步節省電力運輸成本。

　　僅是網絡搜索，緣何耗費如此巨大電量？市場分析公司Gartner的調查，或許可以幫助我們找到根源。Gartner預計，到2008年底，全球一半的數據中心將會遇到能源危機，而它們所消耗能量的60%以上用于冷卻設備。數據中心最大耗電量就是為了降低服務器工作時散發的熱量，進而保證其穩定運轉。

　　美國能源部門于2007年提交給國會的關于數據中心能效的報告中對未來美國數據中心的能效進行了預測，按照2007年的情況來看，所有的數據中心占到美國總用電量的1.5%，如果按照歷史的發展趨勢，到2011年數據中心將占到全國總用電量的2.9%，達到120千億度以上。

　　事實上，能源緊缺并不是今天才顯現出來，但是卻在今天利用經濟杠桿的力量逼迫企業做出有效應對。

　　在新的網絡擴張形勢下，日益緊縮的電信運維費用和不斷高漲的電價，讓運營企業意識到要想生存，就必須追求節能。除此之外國家的節能減排國策的推出，也讓地方政府和大型國企承擔了不可推脫的社會責任。

　　英特爾企業解決方案部中國大區技術部經理梁巖表示，撇開海量服務器管理不談，高密度計算給企業帶來兩個直接挑戰：空間和能耗。五年前這兩個因素可能都會被忽略，而今天它們已經成為實實在在的現實問題。

　　CPU速率與節能并行

　　目前，只有Intel、AMD、威盛、IBM等幾個廠商掌握了芯片生產制造的話語權。服務器和PC機品牌廠商都必須使用他們的處理器配件組建IT設備。如果上游處理器廠商沒有制造出更節能的產品，將導致品牌機廠商所有的產品都維持高能耗地運行，產業需求和市場前景讓很多廠商不斷關注CPU節能發展。

　　2001年“國際固態電路會議”上，世界最大的電腦芯片制造商英特爾公司呼吁“如果芯片的性能繼續以目前的高速度發展，耗能和散熱將成為橫在其前進路上最大的絆腳石。能否解決這兩個問題，將成為整個信息產業甚至全球經濟性命交關的大問題。”

　　自此隨后幾年，Intel就為自己制定了有名的“TickTock”(鐘擺)產品演進方向，即在2005年開始的單數年，完成芯片體積的進一步飛躍，在雙數年，完成產品穩定性、節能等功能的產品演進。梁巖表示，Intel已經完成了45納米產品的換代，預計2009年年中就會推出32納米的產品。

　　AMD雖然輝煌不再，被Intel酷睿系列打擊嚴重，但追溯以往，它也在2005年推出了皓龍處理器，相比當時類似配置的4路DELL服務器，其能耗僅為三分之一，成本僅為其一半。在今年9月，AMD也推出了巴塞羅那產品系列。巴塞羅那采用65nm制作工藝，同時引入IBM的EmbeddedSilconGermanium和StressMemorization這兩項電路技術，來減少處理器的電子遷移現象以及漏電率等負面影響，但對比英特爾45納米芯片，其節能研發還有待繼續。

　　IBM盡管在芯片行業的話語權越來越少，但是仍在2007年發布一組新型微處理器，在能耗不變的情況下，提升一倍運算速率。同時，IBM也與AMD、飛思卡爾、意法半導體和東芝等廠商合作，開發22納米SRAM芯片，相信這一技術在走向成熟后會向CPU發展。

　　專用芯片更節能

　　在短時間內，除了CPU外，專用芯片在節能道路上更顯出其重要作用。

　　ExtremeNetworks的首席市場官PaulHooper認為，extreme網絡交換機采用專有模塊進行XML和流媒體的數據的處理，不但可以很好地滿足不同用戶的需求，同時可以更好地達到節能效果。這是因為模塊化的管理可以極少CPU占用內存，加快處理速率。

　　這種模塊化的思想進一步引申，出現專用芯片的巨大市場。當下用戶希望能夠借助專用芯片處理以往經常處理的大量數據。LSI市場部經理沙鐵軍認為，專業芯片之所以如此吸引人，是因為專用芯片能夠提升整體系統的性能，更有突出的節能效果。

　　以LSI的XML處理器為例，在通用處理器上處理1GBXML數據會增加高達90瓦的靜態功耗，而使用LSITarariXML內容處理器處理同樣多的XML數據，平均增加的功耗不足20瓦，節能效率達到75%以上，同時，基于硬件的XML處理還可顯著改善應用時延。倘若按芯片每增加一瓦，就會導致3瓦的額外冷卻和電源開銷來計算，獲得的節能效果將更加驚人。

　　除XML這種專有格式的處理器外，還可以在市場上搜尋到更多種處理器，例如英飛凌功率模塊等。

　　LSITarari產品中國負責人徐罕表示，其實專用芯片的功用，對于CPU來說都可以通過軟件功能來實現，但是對于大型系統來說，CPU的內存十分繁忙，需要處理來自各個方面的信息，如果能夠使用專業芯片的硬件解決方案，除能夠更加規范化處理信息，安全解析文檔外，更能夠讓系統CPU空余出來，處理更為重要的信息數據。

　　LSI公司網絡與存儲事業部中國區市場經理沙鐵軍認為，安全概念經歷了從“阻攔惡人”再到“以邊界設備為中心”到“以信息或用戶為中心”的演變。以往，企業由于安全考慮，為企業網絡設置了安全底線，這種設置往往給有用的商業信息往來造成障礙，所以以內容為中心，按內容類型、格式等進行分類處理必然成為一種趨勢，這種趨勢必然需要借助專有芯片的處理能力，才能更加快速和節能地達到目的。