随着数据中心规模的不断增长，能源消耗问题日益突出，能源消耗成为制约数据中心发展的关键因素。能耗基本占据了数据中心运营成本的一半，大大降低了数据中心的盈利能力。一方面，数据中心的规模越来越大，设备数量越来越多，处理能力越来越大，带来更多的能源消耗；另一方面，设备数量越多，冷却设施的成本就越大。计算资源每消耗一瓦功率，就需要额外的0.5到1瓦功率用于冷却。数据中心已经意识到能耗问题，必须采取必要的节能措施。否则数据中心再这样建下去，会入不敷出，而且数据中心建得越大，损失就越大。其实，关于数据中心节能的文章已经很多了，包括硬件、软件、算法设计、机房环境设计等等，从不同的角度都有一些值得借鉴的节能方法。那么如果只考虑软件，有哪些有效的节能方式呢？本文将介绍其中一两个用于扩展软件节能技术。软件节能的主要出发点是数据中心有成千上万的设备。在不同的时间和不同的业务条件下，每个设备都有不同的工作负载。如果这些资源能得到有效利用，这些设备就能工作得更有效率，从而达到节能的目的。比如数据中心的服务器，并不是所有的服务器都一直在运行，尤其是晚上和清晨用户比较少的时候，很多树脂类的负载是相当低的，闲置服务器和工作服务器的功耗差不多没有区别，而且浪费了大量的计算资源和能源。另一个例子是设备的风扇。如果机房内温度高，风扇会继续高速运转，势必会增加能耗。这也是很多数据中心保持内部温度恒定在24度左右的环境，使设备风扇处于低速状态的原因。设备在这样的温度环境下，硬件不容易老化。数据中心的功能主要由CPU、内存、存储、网络等几部分组成。软件节能技术也从这些方面一一入手。组件节能算法所有设备都需要CPU，而CPU也是一个耗能巨大的设备。有效管理CPU能耗，可以达到降耗的目的。例如，CPU被设计成处于节能状态。当CPU处于空闲状态时，及时进入休眠或关机状态，需要运行时，可自动唤醒。当CPU休眠或关机时，电压和频率会自动调整以降低功耗。当然，这个过程需要通过复杂的算法来完成，由算法自动控制，实现CPU的自动调节，达到节能的目的。不仅是CPU，内存和存储组件也可以实现。通过动态能效管理，可以有效提高这些耗能部件的运行效率，通过闲忙切换，降低设备运行时的能耗。事实上，很多设备大部分时间都是闲置的。通过这些能效管理，才能真正降低每台设备的能耗。资源优化整合数据中心业务运营所依赖的主要资源是计算、网络和存储资源，而这些宝贵的资源在很多数据中心都被浪费了。随便登录几台设备查看一下，就会知道大部分网络设备的端口带宽维持在50%以下，大部分服务器的CPU占用率都在30%以下，大量资源闲置。当然，数据中心要做到这一点也有困难。每当有重大活动和节日时，数据中心的流量就会增加很多。如果没有冗余，数据中心将无法支撑这些时间。所以数据中心是按照最大业务容量来计算的。设计也是必须的。这个时候，优化整合这些资源就非常有意义了。在这里，主要依赖于虚拟化技术。通过虚拟化，将计算、网络、存储等资源集中统一分配，避免硬件资源部署过多，利用率不足。例如，通过虚拟化技术，可以将多个负载集成在同一台物理机上，关闭闲置的物理机，实现节能。当当前资源不能满足时，可以重新利用闲置的物理机。通过资源的优化整合，可以提高资源的利用率，节约数据中心的能耗，减少数据中心占用的空间。云平台综合管理将数据中心的能耗纳入云平台管理，对整个数据中心的能耗状况进行动态监控和管理。所有设备的运行都会消耗能源。同时，所有设备的运行也需要散热，冷却需要能量。在这个过程中，如何在不影响业务运营的情况下保持最佳能耗，可以通过云平台来实现。进行有效管理。你在云平台上看到的是各种资源的消耗，包括计算、网络和存储资源，还有能源消耗资源。在业务量不增加，各种资源消耗不增加的情况下，如果能耗资源持续增加，需要排查原因，通过调整恢复到正常状态。当业务增加时，能源消耗资源必然增加。但是，通过云平台的自动调整，比如适当提高室内工作温度，提高服务器的CPU利用率，尽量维持当前的能耗水平，这个过程是可以提前设置的。运行参数交由云平台完成。有一款名为DCIM（数据中心基础设施管理软件）的软件，甚至可以为数据中心实现高达30%的节能效果。这里还有很多节能算法，在各种论文和报纸上都有提到。例如基于Hypergraph的存储优化算法、网络感知的节能调度算法DENS、功率封顶技术等，通过这些优化算法，可以对数据中心的各个环节进行节能优化，整体还可以综合数据中心的综合能耗。管理监控，自动调节，从而达到降低能耗的目的。软件在数据中心节能方面逐渐发挥了非常重要的作用。数据中心的软件主要是用来控制硬件，给硬件下达指令启动程序，达到降耗的目的。如果软件能够让硬件以更少的能耗提供更好的性能，那么在不增加成本的情况下，数据中心的能耗可以逐年降低，这是每个人都希望看到的结果。
