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高性能计算机如何才能摘掉“电老虎”帽子

  除了出众的计算能力,俗称服务器的高性能计算机还被戴上了“电老虎”的帽子。近年来,随着计算机硬件成本大幅降低,加上Linux集群优势突出,用户部署的高性能计算机系统的规模越来越大,高性能计算机如何节能降耗也成为用户越来越关注的一大课题。


  2004年落户上海超级计算中心的10万亿次曙光4000A目前仍是国产最快的高性能计算机。“这台机器平均每天的电费就超过了1万多元。2008年,我们将推出每秒运行100万亿次的高性能计算机,如果还按照现在的情况,光是能源的消耗就会远远大于超级计算机自身的价值。因此,在下一代高性能计算机的设计和研发过程中,必须解决好节能降耗问题。”曙光信息产业(北京)有限公司总裁历军说。

  与上海超级计算中心比起来,中石油东方地球物理公司数据中心的电耗成本更是惊人。据公司总工程师赖能和介绍,从2002年到2007年,中石油东方地球物理公司数据中心所拥有的CPU数量、总体运算能力、总存储容量分别增长了40倍、7354倍和300倍,现在拥有1万多颗CPU规模的数据中心的电费总支出每天要4.8万元,因此每年光电费成本就高达1700多万元。

  高额的用电量和用电成本甚至让一些拥有更大规模数据中心的企业如Google、腾讯开始或筹划自建发电站。对于服务器使用量较少的中小企业来说,能耗问题也同样不容忽视。有统计数据表明,现在一台服务器3年内所消耗掉的电力成本可能会超过服务器当初的采购成本。

  “中国目前有近1亿台笔记本电脑和台式电脑,但服务器保有量大约是200万台,这个比例还远远没有达到发达国家水平,如美国每10台台式电脑就会匹配一台服务器,因此,中国预计能达到1000万台服务器。依此计算,每年就会消耗掉300亿千瓦时甚至更多的电能,排放几千吨的温室气体。”高性能计算机标准工作委员会秘书长曾宇说。

  如何有效解决超大处理中心的高密度机架的绿色供电、散热、高功耗问题,利用风道设计、智能冷却、能量智控等技术,建设绿色数据处理中心,已经成为全球主要高性能计算机制造商的关注焦点之一。目前,刀片服务器步入泛应用期,提高高性能计算机每瓦特性能,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。在节能技术方面,许多企业已经做出了有益的探索。

  除了技术创新,还应该制定出有效高性能计算机低功耗标准。美国电子器件工程联合委员会存储器委员会主席罗丹德认为,计算机已普及并影响到更多的产品,而数据中心又是计算机使用中增长最快且用户群最大的工具之一,制定低功耗标准已是迫在眉睫。据悉,高性能计算机标准工作委员会目前正在制定刀片服务器的一系列标准规范,而且计划明年会针对石油、气象等行业推出高性能计算行业应用标准。
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