AMD Power Now!技術為您節省能源
http://m.sharifulalam.com 2006-06-29 14:32 來源:AMD
熱量是敵人,并且燃燒你兩次
從電源插座中出來的每一瓦電能,如果沒有轉化成有用的計算,就是在浪費錢。而后,你不得不再次投入費用以抽出數據中心的熱量,或用空調來快速降溫。隨著機架變得更密、更強大,散熱問題不可避免。但在處理器技術上的明智選擇便可以產生顯著不同的結果。
帶有AMD PowerNow!™技術的雙核AMD 皓龍™處理器就能有效地解決這個問題。其主要特征是將兩個完整的核心集成到一個硅片上。這樣,與單核處理器相比,雙核處理器并未使用更多的功率。也就是說,計算能力增加了,但熱量釋放并沒有增加。
已有的服務器通過采用多內核處理器而實現增強后,能在延長一個數據中心的壽命中扮演至關重要的角色。Liebert公司環境業務的總經理Steve Madara提出:“數據中心通常設計是20年的生命周期。但是許多數據中心被設計成每平方英尺的熱量負載是40-70瓦,而現今最高密度的機架每平方英尺卻能產生超過200瓦的熱量?!盠iebert公司是一家愛默生網絡電力公司,專為計算機和電子設備提供電力和冷卻技術。
為了處理這些熱量負載,設計者們專門推出新數據中心,使每平方英尺能負載350甚至500瓦的熱量,這種新數據中心比設計為每平方負載40瓦的數據中心貴10倍以上。在每平方英尺500瓦的條件下,一個50,000平方英尺的數據中心的成本,能從2000萬美元上升到至少2億5千萬美元。加州數據中心設計集團的總裁Ron Hughes先生指出:“沒有人會希望那樣去做,因此更有效的芯片與冷卻技術是絕對需要的?!?
冷卻設備是數據中心建設以及重建投資中最昂貴的部分,在現有冷卻基礎設施的熱量承受范圍內,以最小的投入來最大化計算設備的性能是很有意義的。在數據中心的熱量承受能力范圍中選擇合適的硬件,增加計算能力或者支持的用戶和連接的數量,這便是一項成功的策略,既節約了資金也增加了數據中心的生命周期。
利用一個被高度認可的機架配置程序,AMD的工程師們利用兩種不同的方式配置了一個9千瓦功率的48U機架:功率計算器的計算對象包括處理器的數量、速度、內存容量、PCI卡和磁盤的數量以及它們的容量。第一種方式使用“X”品牌的工作站/服務器的CPU,在機架的熱量/功率承受范圍內,最多23個1U雙內核處理器的刀片服務器中能被配置在機架中。在相同的情況下,在第二種方式中,同樣的機架能容納29個AMD 皓龍™雙核處理器,從而使機架支持的服務器數量增加了25%,這都是因為AMD 皓龍 處理器的功耗量更低。
所得到的數據都是一個估算值。任何實際的配置,都需要以一個數據中心能承載的總功率以及總熱量范圍為前提。但在使用AMD 皓龍™處理器后,其潛在的利益是顯而易見的:每瓦特,每平方英尺,或者每BTU的計算能力總是比以往更高。
上面的配置案例是采用了單核AMD 皓龍™處理器來完成的,它總是能比競爭處理器產品表現得更好。
然而,高密度機架把對高性能冷卻的需求帶到了一個新高度。“一個平均每平方英尺40瓦熱負載的數據中心,在10分鐘內會有一個25華氏度的熱量上升。但是一個每平方英尺300瓦的熱負載,在不到1分鐘內就能引起同樣的上升?!奔仁荱ptime Institute公司的科學家和傳道者的Robert解釋說。Uptime Institute公司是專門研究影響正常運行時間,以及端對端信息交付系統的可靠性等綜合問題。
在這樣一個環境中,數據處理設備必須對熱量上升高度負責,也必須能夠自我調節來避免損壞。帶有優化電源管理(OPM)的AMD PowerNow!™技術,通過高級配置與能量接口ACPI控制著處理器功率,ACPI是一個獨立的平臺和一個基于標準的規范。一旦處理器超過了它的熱量限度,ACPI能夠迅速地減少閑置的電源,或者停止任何熱量超標的處理器。(見:“有效地進行工作”)
如果全性能的正常運行時間是關鍵的,那么不能中斷的冷卻是必需的,雖然這是一項很昂貴的內容。作為對由一個單一備份冷卻器而組成的普通n+1配置的替代,高需求設備正在走向一個完全冗余的2n+1配置。因為70%的數據中心熱量負載來源于數據處理設備,讓設備機架以最少的熱量提供最大的計算能力,成為日益增長的需求。
同樣,充分利用你的冷卻設備也很重要。如果數據中心以一個不規則的方式來增長,就像許多實際事例一樣,重新將冷卻設備安排到一排熱/一排冷的設計是一個好主意。這一排熱/一排冷的設計利益得到了很好的證實。冷卻設備能迅速適應冷卻地點。你可以將一個輔助的風扇放置在一個運轉得很熱的機架上面,或者給比鄰近產生更多熱量負載的一排增加一個冷卻器。不是所有的設備都排出熱量到后方,一排純熱/冷的設計可能要求替換一些設備來獲得統一。
增加正常運行時間
AMD PowerNow!™ 技術能成為增加正常運行時間的各種策略的基石。在空間范圍內,一個空調單元的失控能引起熱量的迅速上升。一個冷卻點的風扇或冷卻器發生故障時,也能導致一個單獨的機架的熱量上升。
比起利用完全關機,ACPI可指示帶優化電源管理的AMD PowerNow!™技術來減緩后臺服務器的運行,保持一個更低水平性能的運行狀態直到冷卻恢復。通過ACPI以及安裝的熱能傳感器,性能的降低就能被精確地定位在那些過熱的主板上,而不是到整個機架或者是整排的服務器。
同樣,在一個電源發生故障的情況下,性能水平的降低能延長UPS電池或備用發電器燃料的使用時間,直到外部電源能被完全恢復為止。
最后,帶有OPM的AMD PowerNow!™技術,能夠幫助管理在非高峰時間的能源消耗。服務器能在低功率或者空閑狀態中運行,并且能適當地降低冷卻系統的運行。一個相當大的數據中心所節約的能量是相當可觀的。
AMD高級工程已經有效地解決了在數據中心的成長、電源密度以及能源效率的一個主要障礙。雙核AMD 皓龍™處理器給了高性能計算保持數據中心冷卻的一個理想基礎。
巧妙的工程設計
在相同的封裝里,處理器的數量是以前的兩倍,功耗以及散熱量卻沒有任何增長?這是雙核AMD 皓龍™處理器的承諾,并且它正在兌現承諾。它的魔力是許多不同工程技術的共同結晶。
首先,兩個核心分享與外界接口的“邊緣”設備。這些電壓調節器、總線驅動器以及通信芯片都是最耗電能的。因為處理器的緩存和內存控制器都是在一塊硅片上,所以它們通過一個整體交叉開關來進行互相通信。這個整體交叉開關比必須從芯片到芯片的系統總線的功耗要少得多。一個基于AMD 皓龍™處理器的系統沒有“北橋”(Northbridge)芯片或者分開的內存控制器,因此由每一個內存控制器芯片的功耗明顯節約了22瓦。
其次,在CPU芯片上的晶體管更小了。在半導體工業中,這項技術是以“晶片收縮”而聞名。這個更小的晶體管能在一個更低的電壓下運行,并且功耗更少。盡管AMD 皓龍™處理器在起初是為多核心而設計的,但是晶片收縮卻使其能適合與較早單核版本相同的封裝。事實上,所有單核和雙核封裝的管腳都是相同的。在許多系統中,從單核 AMD 皓龍™處理器升級到雙核AMD 皓龍™處理器,要求不比一個BIOS的升級更多。
第三, 每一個核心都有一個完整的1M的L2緩存,并且AMD已經擴展了AMD 皓龍™處理器的緩存通信和一致運算,因此,一個CPU都能迅速地接入到另一個緩存中。當操作系統分派線程到高度鄰近的CPU上時,由于不需要實行芯片外運行,這些線程運行得更快了。同時,這些緩存足夠大,許多任務都能完全在緩存中進行再次超速運行。在芯片內的運行速度不但更快,并且比線程在芯片外運行需要的功耗更少。
最后,帶優化電源管理(OPM)的AMD PowerNow!™ 技術讓處理器不斷地適應工作負荷,減少絕對需要的功耗量。通過利用業內標準ACPI,AMD 皓龍™處理器能動態依據工作負荷調整功耗。因為有著比競爭處理器更精細的粒度,AMD 皓龍的功耗以及性能總是“非常適合”。
有效地進行工作
在每時每分,甚至到每秒的時間中,計算機負載的變化很大。處理器的功耗與工作負荷越匹配,就能節約更多資金。
帶有優化電源管理(OPM)的AMD PowerNow!™技術,比競爭產品有更多的功率狀態,所以它能更準確地與計算需求相匹配,甚至能夠在微秒中控制電源狀態。功率節省是戲劇性的:在空閑時,AMD 皓龍™處理器相比全速運行僅有75%的功耗;在60%的負載下,它能夠減少43%的功耗。
帶優化電源管理(OPM)的AMD PowerNow!™技術,能持續調整每一個處理器的性能來滿足工作負荷,根據運行的任務調整時鐘速度和操作電壓。這得到了ACPI(高級配置與電源接口)的全力支持,因為ACPI是一個獨立的平臺和一個基于標準的規范。這項調整在Windows與Linux操作系統中都能得以實現,并且計劃得到Solaris操作系統的支持。
通過將處理器電源管理從BIOS中移走,ACPI讓處理器功率管理與冷卻系統,以及功率調節的硬件和管理軟件完全兼容。隨著最新一流技術水平的不斷提升,冷卻系統以及功率調節硬件將能與計算設備進行交互式工作。因為使用更少的電能,負荷智能冷卻系統以及功率調節設備,將被設計得運行更加經濟。在降低了費用的同時,也降低了整體總擁有成本。
雙倍計算能力
兩個處理器比一個要好。如果能同時支持64位和32位操作系統,處理器則越多越好。雙核AMD 皓龍™處理器在一個晶片上集成了兩個核心。更好的是,這些核心內存的緩存,以及內存控制器都僅在一個晶片上。因此所有核心上的通信、緩存,以及內存控制器都以CPU速度運行,而不是以更慢的外部總線速度。
這樣,一個雙路處理器的服務器將擁有2倍的CPU資源讓系統使用?,F在64位操作系統及其應用都被更廣泛地應用,使用者已經體驗到了提升的卓越性能。在早期的基準性能測試中,雙核AMD 皓龍™處理器在許多測試或者性能分析中都顯示出了它是最出色的。
“雙核和多核處理器技術的出現,代表了一個業界定義的改變,讓我們以標準價格回到摩爾定律的性能軌跡中?!盝ames Mouton說,他是HP資深副總裁以及工業標準服務器集團的總經理。在最近的基準測試中,運行SAP的SD標準應用基準測試,HP ProLiant DL585在使用雙核AMD 皓龍™處理器后,實現了一個大約75%的性能提高。