数据中心节能：软件更给力

在过去几年里，“绿色IT”几乎成为了节能硬件的同义词，这些硬件较之之前几代类似的设备或组件更加高效、节能。例如，这些节能硬件设备在设计时具备节能模式或配有高级电源管理技术，这样在设备停机或不工作时可以消耗少量的能源。还有一个例子就是更加智能的数据中心冷却技术，尽管数据中心具有高机架密度，但这一智能冷却技术同样可以减少数据中心的能源消耗。当然，包括服务器、存储设备、打印机、笔记本和台式机等在内的硬件设备目前也都进行了改进，以减少能源的消耗。

尽管，这些硬件设备和组件都逐渐进行了低能耗的改进，但是随着全球信息和通信技术(ICT)的快速发展，整个ICT行业的电力消耗也将快速增长，且这种速度要比一般的电力消耗速度更快。据NEIS(Network of Excellence in Internet Science)曾经发布的一份报告显示，ICT行业在全球总体电力消耗所占的比例已从2007年的4%增长到2012年4.7%。仅计算机这一硬件设备就消耗了全球近5%的能源。

坦白说，全球范围内的ICT能源消耗曲线目前还处于起伏不定的状态。

软件在绿色IT中逐渐扮演了一个非常重要的角色，ICT系统中的软件主要是用来操控硬件、给硬件下达启动程序的指令，所以ICT节能的根本在于这些软件。如果软件可以使硬件以更少的能源消耗传递更出色的性能，那么我们就可以扭转计算机耗能逐年增长的趋势。

荷兰的集群绿色软件(Cluster Green Software)项目就是利用软件提升硬件节能的一个实例，该项目位于荷兰阿姆斯特丹大都市区域(Amsterdam Metropolitan Area)，是一项由各个区域组织合作的新的科学技术项目。参与此项目的组织主要致力于以下两个方面：1)利用图表的方式将那些使用软件的大型系统的能源消耗情况表现出来，同时努力寻找减少软件能源使用的方法;2)针对大型软件系统开发相应的管理工具，以便用户可以有效地管理能源使用情况。同时，该项目的成员组织正在开发一个工具包，以便用户更好地管理数据和计算中心中的能源使用。

集群绿色软件项目的前提是，确保嵌入在软件中的效率原则被置于整个能源链最开始的部分。软件仅仅给硬件提供指令是不够的，最好的方法是软件的编写首先能够更加有效地减少硬件的电力消耗。如果软件是以一种中立的方式开发的，那么它可以运行于不同配置的硬件中，且在这些硬件中的软件利用效率是相同的。

这个集群绿色软件项目中的一个案例分析显示，智能、高效的软件应用可以节省大量的能源，根据实际情况，能源节省的百分比大概在30%到90%。

该项目的一个参与者——SIG(软件改进小组，Software Improvement Group)结合其自身的一些研究成果，向企业提供了一些富有实践性的建议，这些企业也都致力于利用其软件提高能源使用效率。SIG提供的咨询和建议都是基于其准确的测量和科学的研究上(+本站微信networkworldweixin)，SIG帮助企业找到能源消耗的源头，并提供改进的建议，以帮助企业优化能源的应用。

荷兰阿姆斯特丹大学的应用科学软件能源足迹实验室(Amsterdam University of Applied Sciences Software Energy Footprint Lab，SEFlab)是SIG的一个研究合作伙伴，在SEFlab中，来自SIG的软件专家、阿姆斯特丹应用科学专业的电气工程师和各行各业的合伙人共同研究软件对计算机能源消耗的影响。高度准确的能源消耗测量方法在服务器中的各种硬件组件中高频度使用，以对比不同的软件应用、不同的软件架构设计和不同源代码中的能源应用效率。

当然，这些研究和项目实施的最终目标是让软件开发人员设计出具有节能意识的软件代码。目前，阿姆斯特丹大学已在计算机科学专业开设了一个硕士研究生学位，主攻方向是软件工程和绿色IT。希望未来在全球范围内，将会有更多的大学开设这样的项目和专业，促进下一代软件工程的发展，减少全球ICT的能源消耗。

以下是由SIG提供的十条绿色软件的最佳实践：

1. 虚拟化——虚拟化系统中的所有组件，以共享硬件基础设施;

2. 测量——恰当地部署测量基础设施以确定运营中的能源KPI;

3. 更新硬件——替换掉原来旧的硬件设施，使用那些新的、高性能且低功耗的硬件;

4. 考虑可用性——尝试优化可用性需求，以免出现利用不足的情况;

5. 优化性能——优化系统性能以降低高工作负载情况下的容量需求;

6. 使用能源设置——采用硬件和虚拟层提供的节能设置;

7. 试验——敢于去尝试不同的设计和配置;

8. 限制过量扩大——根据实际需求(而不是预设的未来需求)扩大系统;

9. 禁用环境——即时(而不是持续地)激活测试和容错环境;

10. 匹配工作负载——清楚地了解你的工作负载，并动态地扩展系统以匹配工作负载。