请问有哪些技术可以解决刀片式服务器的散热和能耗问题？
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惠普推动绿色刀片策略造绿色数据中心
随着国家政策对节能降耗要求的提高，节能降耗正成为国家、全社会关注的重点。而IT能耗在所有的电力使用当中所占比重的不断上升，已经使其成为社会提倡节能降耗主要领域之一。做为全球领先的IT公司和一家具有强烈社会责任感的企业，惠普公司积极倡导“绿色IT”的理念，并加大研发，推出了一系列的针对绿色IT的创新技术和产品。10月26日，惠普公司在香山饭店举办了“绿色刀片”的研讨会，介绍了惠普公司新一代数据中心以及新一代刀片系统BladeSystem c-Class在供电散热等方面的绿色创新技术以及环保节能优势，并推出了针对绿色数据中心的完整解决方案。
长期以来，更强大的数据中心处理能力一直是我们追求的目标。但在能源开销与日俱增的今天，处理能力发展的另一面是需要消耗更多的资源。而且随着服务器密度的不断增大，供电需求也在相应增加，并由此产生了更多的热量。在过去的十年中，服务器供电密度平均增长了十倍。据IDC预测，到2008年IT采购成本将与能源成本持平。另一方面，数据中心的能耗中，冷却又占了能耗的60%到70%。因此，随着能源价格的节节攀升，数据中心的供电和冷却问题，已经成为所有的数据中心都无法回避的问题。
惠普公司十几年来一直致力于节能降耗技术的研究，并致力于三个层面的创新：一是数据中心层面环境级的节能技术；二是针对服务器、存储等IT产品在系统层面的绿色设计；三是对关键节能部件的研发，如供电、制冷、风扇等方面的技术创新。目前，来自惠普实验室的这些创新技术正在引领业界的绿色趋势。针对数据中心环境层面，惠普推出了全新的动态智能冷却系统帮助客户构建新一代绿色数据中心或对原有数据中心进行改造；在设备层面，惠普的新一代绿色刀片服务器系统以能量智控（Thermal Logic）技术以及PARSEC体系架构等方面的创新成为未来数据中心节能的最关键基础设施；同时这些创新技术体现在一些关键节能部件上，如Active Cool（主动散热）风扇、动态功率调整技术（DPS, Dynamic Power Saver）等。惠普公司的绿色创新将帮助客户通过提高能源效率来降低运营成本。
HP DSC精确制冷 实现绿色数据中心
传统数据中心机房采用的是平均制冷设计模式，但目前随着机架式服务器以及刀片服务器的出现和普及，数据中心出现了高密度服务器与低密度混合的模式，由于服务器的密度不均衡，因而产生的热量也不均衡，传统数据中心的平均制冷方法已经很难满足需求。造成目前数据中心的两个现状：一是目前85％以上的机房存在过度制冷问题；二在数据中心的供电中，只有1/3用在IT设备上，而制冷费用占到总供电的2/3 。因此降低制冷能耗是数据中心节能的关键所在。
针对传统数据中心机房的平均制冷弊端，惠普推出了基于动态智能制冷技术的全新解决方案——“惠普动态智能冷却系统”（DSC, Dynamic Smart Cooling）。动态智能冷却技术的目标是通过精确制冷，提高制冷效率。DSC可根据服务器运行负荷动态调控冷却系统来降低能耗，根据数据中心的大小不同，节能可达到20 %至45%。
DSC结合了惠普在电源与冷却方面的现有创新技术，如惠普刀片服务器系统 c-Class架构的重要组件HP Thermal Logic等技术，通过在服务器机架上安装了很多与数据中心相连的热能探测器，可以随时把服务器的温度变化信息传递到中央监控系统。当探测器传递一个服务器温度升高的信息时，中央监控系统就会发出指令给最近的几台冷却设备，加大功率制冷来降低那台服务器的温度。当服务器的温度下降后，中央监控系统会根据探测器传递过来的新信息，发出指令给附近的冷却设备减小功率。惠普的实验数据显示，在惠普实验室的同一数据中心不采用DSC技术，冷却需要117千瓦，而采用DSC系统只需要72千瓦。
惠普刀片系统：绿色数据中心的关键生产线
如果把数据中心看作是一个“IT工厂”，那么“IT工厂”节能降耗不仅要通过DSC等技术实现“工厂级”环境方面的节能，最重要的是其中每一条“生产线”的节能降耗，而数据中心的生产线就是服务器、存储等IT设备。目前刀片系统以节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务，满足了新一代数据中心对服务器的新要求，正成为未来数据中心的重要“生产线”。因此刀片系统本身的节能环保技术是未来数据中心节能降耗的关键所在。
惠普公司新一代绿色刀片系统HP BladeSystem c-Class基于工业标准的模块化设计，它不仅仅集成了刀片服务器和刀片存储，还集成了数据中心的众多要素如网络、电源/冷却和管理等，即把计算、存储、网络、电源/冷却和管理都整合到一起。同时在创新的BladeSystem c-Class刀片系统中，还充分考虑了现代数据中心基础设施对电源、冷却、连接、冗余、安全、计算以及存储等方面的需求。
在标准化的硬件平台基础上，惠普刀片系统的三大关键技术，更令竞争对手望尘莫及。首先是惠普洞察管理技术——它通过单一的控制台实现了物理和虚拟服务器、存储、网络、电源以及冷却系统的统一和自动化管理，使管理效率提升了10倍，管理员设备配比达到了1：200。第二是能量智控技术——通过有效调节电力和冷却减少能量消耗，超强冷却风扇相对传统风扇降低了服务器空气流40%，能量消耗减少50%。最后是虚拟连接架构——大大减少了线缆数量，无需额外的交换接口管理。允许服务器额外增加、可替代、可移动，并无需管理员参与SAN和LAN的更改。
目前，惠普拥有完整的刀片服务器战略和产品线，既有支持2路或4路的ProLiant刀片服务器，也有采用安腾芯片的Integrity刀片系统，同时还有存储刀片、备份刀片等。同时，惠普BladeSystem c-Class刀片服务器系统已得到客户的广泛认可。根据IDC发布的2006年第四季度报告显示，惠普在刀片服务器的工厂营业额和出货量方面都占据了全球第一的位置。2007年第二季度，惠普刀片市场份额47.2%，领先竞争对手达15％，而且差距将会继续扩大。作为刀片市场的领导者，惠普BladeSystem c-Class刀片系统将成为数据中心的关键基础设施。
PARSEC体系架构和能量智控：绿色生产线的两大核心战略
作为数据中心的关键基础设施，绿色是刀片系统的重要发展趋势之一，也是数据中心节能的关键所在。HP BladeSystem c-Class刀片系统的创新设计中，绿色就是其关键创新技术之一，其独特的PARSEC体系架构和能量智控技术就是这条绿色生产线的两大关键技术。
HP PARSEC体系结构是惠普刀片系统针对绿色策略的另一创新。目前机架服务器都采用内部几个小型局部风扇布局，这样会造成成本较高、功率较大、散热能力差、消费功率和空间。HP PARSEC（Parallel Redundant Scalable Enterprise Cooling）体系结构是一种结合了局部与中心冷却特点的混合模式。机箱被分成四个区域，每个区域分别装有风扇，为该区域的刀片服务器提供直接的冷却服务，并为所有其它部件提供冷却服务。由于服务器刀片与存储刀片冷却标准不同，而冷却标准与机箱内部的基础元件相适应，甚至有时在多重冷却区内会出现不同类型的刀片。配合惠普创新的 Active Cool风扇，用户就可以轻松获得不同的冷却配置。惠普风扇设计支持热插拔，可通过添加或移除来调节气流，使之有效地通过整个系统，让冷却变得更加行之有效。
惠普的能量智控技术(Thermal Logic)是一种结合了惠普在供电、散热等方面的创新技术的系统级节能方法，该技术提供了嵌入式温度测量与控制能力，通过即时热量监控，可追踪每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电情况，这使用户能够及时了解并匹配系统运行需求，与此同时以手动或自动的方式设定温度阈值。或者自动开启冷却或调整冷却水平以应对并解决产生的热量，由此实现最为精确的供电及冷却控制能力。通过能量智控管理，客户可以动态地应用散热控制来优化性能、功耗和散热性能，以充分利用电源预算，确保灵活性。采用能量智控技术，同样电力可以供应的服务器数量增加一倍，与传统的机架堆叠式设备相比，效率提升30%。在每个机架插入更多服务器的同时，所耗费的供电及冷却量却保持不变或是减小，整体设计所需部件也将减少。
Active Cool风扇、DPS、电源调整仪：生产线的每个部件都要节能
惠普BladeSystem c-Class刀片系统作为一个“绿色生产线”，通过能量智控技术和PARSEC体系架构实现了“生产线”级的节能降耗，而这条生产线上各组成部件的技术创新则是绿色生产线的关键技术保障。例如，深具革新意义的Active Cool风扇，实现智能电源管理的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术。
风扇是散热的关键部件。风扇设计是否越大越好？答案是否定的。市场上有的刀片服务器产品采用了较大型的集中散热风扇，不仅占用空间大、噪音大，冗余性较差、有漏气通道，而且存在过渡供应、需要较高的供电负荷。
惠普刀片服务器中采用了创新的Active Cool（主动散热）风扇。Active Cool风扇的设计理念源于飞行器技术，体积小巧，扇叶转速达136英里/小时，在产生强劲气流的同时比传统型风扇设计耗电量更低。同时具有高风量（CFM）、高风压、最佳噪音效果、最佳功耗等特点，仅使用100瓦电力便能够冷却16台刀片服务器。这项深具革新意义的风扇当前正在申请20项专利。Active Cool风扇配合PARSEC散热技术，可根据服务器的负载自动调节风扇的工作状态，并让最节能的气流和最有效的散热通道来冷却需要的部件，有效减少了冷却能量消耗，与传统散热风扇相比，功耗降低66％，数据中心能量消耗减少50%。
在供电方面，同传统的机架服务器独立供电的方式相比，惠普的刀片系统采用集中供电，通过创新的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术实现了智能电源管理，根据电源状况有针对性地采取策略，大大节省了电能消耗。
ProLiant 电源调整仪（ProLiant Power Regulator）可实现服务器级、基于策略的电源管理。电源调整议可以根据CPU的应用情况为其提供电源，必要时，为CPU应用提供全功率，当不需要时则可使CPU处于节电模式，这使得服务器可以实现基于策略的电源管理。事实上可通过动态和静态两种方式来控制CPU的电源状态，即电源调整议即可以设置成连续低功耗的静态工作模式，也可以设置成根据CPU使用情况自动调整电源供应的动态模式。目前电源调整议可适用于AMD或英特尔的芯片，为方便使用，惠普可通过iLO高级接口显示处理器的使用数据并通过该窗口进行配置操作。电源调整议使服务器在不损失性能的前提下节省了功率和散热成本。
惠普创新的动态功率调整技术（DPS, Dynamic Power Saver）可以实时监测机箱内的电源消耗，并根据需求自动调节电源的供应。由于电源在高负荷下运转才能发挥最大效力，通过提供与用户整体基础设施要求相匹的配电量， DPS进一步改进了耗电状况。例如，当服务器对电源的需求较少时，可以只启动一对供电模块，而使其它供电模块处于stand by状态，而不是开启所有的供电单元，但每个供电单元都以较低的效率运行。当对电源需求增加时，可及时启动STAND BY的供电模块，使之满足供电需求。这样确保了供电系统总是保持最高效的工作状态，同时确保充足的电力供应，但通过较低的供电负荷实现电力的节约。通过动态功率调整技术，每年20个功率为0.075/千瓦时的机箱约节省5545美元。
结束语
传统数据中心与日俱增的能源开销备受关注，在过去十年中服务器供电费用翻番的同时，冷却系统也为数据中心的基础设施建设带来了空前的压力。为了解决节节攀升的热量与能源消耗的难题，惠普公司创新性地推出了新一代绿色刀片系统BladeSystem c-Class和基于动态智能制冷技术DSC的绿色数据中心解决方案，通过惠普创新的PARSEC体系架构、能量智控技术（Thermal Logic）以及Active Cool风扇等在供电及散热等部件方面的创新技术来降低能耗，根据数据中心的大小不同，这些技术可为数据中心节能达到20 %至45%。
随着国家政策对节能降耗要求的提高，节能降耗正成为国家、全社会关注的重点。而IT能耗在所有的电力使用当中所占比重的不断上升，已经使其成为社会提倡节能降耗主要领域之一。做为全球领先的IT公司和一家具有强烈社会责任感的企业，惠普公司积极倡导“绿色IT”的理念，并加大研发，推出了一系列的针对绿色IT的创新技术和产品。10月26日，惠普公司在香山饭店举办了“绿色刀片”的研讨会，介绍了惠普公司新一代数据中心以及新一代刀片系统BladeSystem c-Class在供电散热等方面的绿色创新技术以及环保节能优势，并推出了针对绿色数据中心的完整解决方案。
长期以来，更强大的数据中心处理能力一直是我们追求的目标。但在能源开销与日俱增的今天，处理能力发展的另一面是需要消耗更多的资源。而且随着服务器密度的不断增大，供电需求也在相应增加，并由此产生了更多的热量。在过去的十年中，服务器供电密度平均增长了十倍。据IDC预测，到2008年IT采购成本将与能源成本持平。另一方面，数据中心的能耗中，冷却又占了能耗的60%到70%。因此，随着能源价格的节节攀升，数据中心的供电和冷却问题，已经成为所有的数据中心都无法回避的问题。
惠普公司十几年来一直致力于节能降耗技术的研究，并致力于三个层面的创新：一是数据中心层面环境级的节能技术；二是针对服务器、存储等IT产品在系统层面的绿色设计；三是对关键节能部件的研发，如供电、制冷、风扇等方面的技术创新。目前，来自惠普实验室的这些创新技术正在引领业界的绿色趋势。针对数据中心环境层面，惠普推出了全新的动态智能冷却系统帮助客户构建新一代绿色数据中心或对原有数据中心进行改造；在设备层面，惠普的新一代绿色刀片服务器系统以能量智控（Thermal Logic）技术以及PARSEC体系架构等方面的创新成为未来数据中心节能的最关键基础设施；同时这些创新技术体现在一些关键节能部件上，如Active Cool（主动散热）风扇、动态功率调整技术（DPS, Dynamic Power Saver）等。惠普公司的绿色创新将帮助客户通过提高能源效率来降低运营成本。
HP DSC精确制冷 实现绿色数据中心
传统数据中心机房采用的是平均制冷设计模式，但目前随着机架式服务器以及刀片服务器的出现和普及，数据中心出现了高密度服务器与低密度混合的模式，由于服务器的密度不均衡，因而产生的热量也不均衡，传统数据中心的平均制冷方法已经很难满足需求。造成目前数据中心的两个现状：一是目前85％以上的机房存在过度制冷问题；二在数据中心的供电中，只有1/3用在IT设备上，而制冷费用占到总供电的2/3 。因此降低制冷能耗是数据中心节能的关键所在。
针对传统数据中心机房的平均制冷弊端，惠普推出了基于动态智能制冷技术的全新解决方案——“惠普动态智能冷却系统”（DSC, Dynamic Smart Cooling）。动态智能冷却技术的目标是通过精确制冷，提高制冷效率。DSC可根据服务器运行负荷动态调控冷却系统来降低能耗，根据数据中心的大小不同，节能可达到20 %至45%。
DSC结合了惠普在电源与冷却方面的现有创新技术，如惠普刀片服务器系统 c-Class架构的重要组件HP Thermal Logic等技术，通过在服务器机架上安装了很多与数据中心相连的热能探测器，可以随时把服务器的温度变化信息传递到中央监控系统。当探测器传递一个服务器温度升高的信息时，中央监控系统就会发出指令给最近的几台冷却设备，加大功率制冷来降低那台服务器的温度。当服务器的温度下降后，中央监控系统会根据探测器传递过来的新信息，发出指令给附近的冷却设备减小功率。惠普的实验数据显示，在惠普实验室的同一数据中心不采用DSC技术，冷却需要117千瓦，而采用DSC系统只需要72千瓦。
惠普刀片系统：绿色数据中心的关键生产线
如果把数据中心看作是一个“IT工厂”，那么“IT工厂”节能降耗不仅要通过DSC等技术实现“工厂级”环境方面的节能，最重要的是其中每一条“生产线”的节能降耗，而数据中心的生产线就是服务器、存储等IT设备。目前刀片系统以节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务，满足了新一代数据中心对服务器的新要求，正成为未来数据中心的重要“生产线”。因此刀片系统本身的节能环保技术是未来数据中心节能降耗的关键所在。
惠普公司新一代绿色刀片系统HP BladeSystem c-Class基于工业标准的模块化设计，它不仅仅集成了刀片服务器和刀片存储，还集成了数据中心的众多要素如网络、电源/冷却和管理等，即把计算、存储、网络、电源/冷却和管理都整合到一起。同时在创新的BladeSystem c-Class刀片系统中，还充分考虑了现代数据中心基础设施对电源、冷却、连接、冗余、安全、计算以及存储等方面的需求。
在标准化的硬件平台基础上，惠普刀片系统的三大关键技术，更令竞争对手望尘莫及。首先是惠普洞察管理技术——它通过单一的控制台实现了物理和虚拟服务器、存储、网络、电源以及冷却系统的统一和自动化管理，使管理效率提升了10倍，管理员设备配比达到了1：200。第二是能量智控技术——通过有效调节电力和冷却减少能量消耗，超强冷却风扇相对传统风扇降低了服务器空气流40%，能量消耗减少50%。最后是虚拟连接架构——大大减少了线缆数量，无需额外的交换接口管理。允许服务器额外增加、可替代、可移动，并无需管理员参与SAN和LAN的更改。
目前，惠普拥有完整的刀片服务器战略和产品线，既有支持2路或4路的ProLiant刀片服务器，也有采用安腾芯片的Integrity刀片系统，同时还有存储刀片、备份刀片等。同时，惠普BladeSystem c-Class刀片服务器系统已得到客户的广泛认可。根据IDC发布的2006年第四季度报告显示，惠普在刀片服务器的工厂营业额和出货量方面都占据了全球第一的位置。2007年第二季度，惠普刀片市场份额47.2%，领先竞争对手达15％，而且差距将会继续扩大。作为刀片市场的领导者，惠普BladeSystem c-Class刀片系统将成为数据中心的关键基础设施。
PARSEC体系架构和能量智控：绿色生产线的两大核心战略
作为数据中心的关键基础设施，绿色是刀片系统的重要发展趋势之一，也是数据中心节能的关键所在。HP BladeSystem c-Class刀片系统的创新设计中，绿色就是其关键创新技术之一，其独特的PARSEC体系架构和能量智控技术就是这条绿色生产线的两大关键技术。
HP PARSEC体系结构是惠普刀片系统针对绿色策略的另一创新。目前机架服务器都采用内部几个小型局部风扇布局，这样会造成成本较高、功率较大、散热能力差、消费功率和空间。HP PARSEC（Parallel Redundant Scalable Enterprise Cooling）体系结构是一种结合了局部与中心冷却特点的混合模式。机箱被分成四个区域，每个区域分别装有风扇，为该区域的刀片服务器提供直接的冷却服务，并为所有其它部件提供冷却服务。由于服务器刀片与存储刀片冷却标准不同，而冷却标准与机箱内部的基础元件相适应，甚至有时在多重冷却区内会出现不同类型的刀片。配合惠普创新的 Active Cool风扇，用户就可以轻松获得不同的冷却配置。惠普风扇设计支持热插拔，可通过添加或移除来调节气流，使之有效地通过整个系统，让冷却变得更加行之有效。
惠普的能量智控技术(Thermal Logic)是一种结合了惠普在供电、散热等方面的创新技术的系统级节能方法，该技术提供了嵌入式温度测量与控制能力，通过即时热量监控，可追踪每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电情况，这使用户能够及时了解并匹配系统运行需求，与此同时以手动或自动的方式设定温度阈值。或者自动开启冷却或调整冷却水平以应对并解决产生的热量，由此实现最为精确的供电及冷却控制能力。通过能量智控管理，客户可以动态地应用散热控制来优化性能、功耗和散热性能，以充分利用电源预算，确保灵活性。采用能量智控技术，同样电力可以供应的服务器数量增加一倍，与传统的机架堆叠式设备相比，效率提升30%。在每个机架插入更多服务器的同时，所耗费的供电及冷却量却保持不变或是减小，整体设计所需部件也将减少。
Active Cool风扇、DPS、电源调整仪：生产线的每个部件都要节能
惠普BladeSystem c-Class刀片系统作为一个“绿色生产线”，通过能量智控技术和PARSEC体系架构实现了“生产线”级的节能降耗，而这条生产线上各组成部件的技术创新则是绿色生产线的关键技术保障。例如，深具革新意义的Active Cool风扇，实现智能电源管理的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术。
风扇是散热的关键部件。风扇设计是否越大越好？答案是否定的。市场上有的刀片服务器产品采用了较大型的集中散热风扇，不仅占用空间大、噪音大，冗余性较差、有漏气通道，而且存在过渡供应、需要较高的供电负荷。
惠普刀片服务器中采用了创新的Active Cool（主动散热）风扇。Active Cool风扇的设计理念源于飞行器技术，体积小巧，扇叶转速达136英里/小时，在产生强劲气流的同时比传统型风扇设计耗电量更低。同时具有高风量（CFM）、高风压、最佳噪音效果、最佳功耗等特点，仅使用100瓦电力便能够冷却16台刀片服务器。这项深具革新意义的风扇当前正在申请20项专利。Active Cool风扇配合PARSEC散热技术，可根据服务器的负载自动调节风扇的工作状态，并让最节能的气流和最有效的散热通道来冷却需要的部件，有效减少了冷却能量消耗，与传统散热风扇相比，功耗降低66％，数据中心能量消耗减少50%。
在供电方面，同传统的机架服务器独立供电的方式相比，惠普的刀片系统采用集中供电，通过创新的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术实现了智能电源管理，根据电源状况有针对性地采取策略，大大节省了电能消耗。
ProLiant 电源调整仪（ProLiant Power Regulator）可实现服务器级、基于策略的电源管理。电源调整议可以根据CPU的应用情况为其提供电源，必要时，为CPU应用提供全功率，当不需要时则可使CPU处于节电模式，这使得服务器可以实现基于策略的电源管理。事实上可通过动态和静态两种方式来控制CPU的电源状态，即电源调整议即可以设置成连续低功耗的静态工作模式，也可以设置成根据CPU使用情况自动调整电源供应的动态模式。目前电源调整议可适用于AMD或英特尔的芯片，为方便使用，惠普可通过iLO高级接口显示处理器的使用数据并通过该窗口进行配置操作。电源调整议使服务器在不损失性能的前提下节省了功率和散热成本。
惠普创新的动态功率调整技术（DPS, Dynamic Power Saver）可以实时监测机箱内的电源消耗，并根据需求自动调节电源的供应。由于电源在高负荷下运转才能发挥最大效力，通过提供与用户整体基础设施要求相匹的配电量， DPS进一步改进了耗电状况。例如，当服务器对电源的需求较少时，可以只启动一对供电模块，而使其它供电模块处于stand by状态，而不是开启所有的供电单元，但每个供电单元都以较低的效率运行。当对电源需求增加时，可及时启动STAND BY的供电模块，使之满足供电需求。这样确保了供电系统总是保持最高效的工作状态，同时确保充足的电力供应，但通过较低的供电负荷实现电力的节约。通过动态功率调整技术，每年20个功率为0.075/千瓦时的机箱约节省5545美元。
结束语
传统数据中心与日俱增的能源开销备受关注，在过去十年中服务器供电费用翻番的同时，冷却系统也为数据中心的基础设施建设带来了空前的压力。为了解决节节攀升的热量与能源消耗的难题，惠普公司创新性地推出了新一代绿色刀片系统BladeSystem c-Class和基于动态智能制冷技术DSC的绿色数据中心解决方案，通过惠普创新的PARSEC体系架构、能量智控技术（Thermal Logic）以及Active Cool风扇等在供电及散热等部件方面的创新技术来降低能耗，根据数据中心的大小不同，这些技术可为数据中心节能达到20 %至45%。
参考资料： http://article.pchome.net/content-503057-1.html
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利兴暖气片
2024-10-28 广告
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所谓刀片服务器是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，实现高可用和高密度。每一块"刀片"实际上就是一块系统主板。它们可以通过"板载"硬盘启动自己的操作系统，如Windows NT/2000、Linux等，类似于一个个独立的服务器，在这种模式下，每一块母板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。不过，管理员可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境，并同时共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的
"刀片"，就可以提高整体性能。而由于每块"刀片"都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。
这些刀片服务器在设计之初都具有低功耗、空间小、单机售价低等特点，同时它还继承发扬了传统服务器的一些技术指标，比如把热插拔和冗余运用到刀片服务器之中，这些设计满足了密集计算环境对服务器性能的需求；有的还通过内置的负载均衡技术，有效地提高了服务器的稳定性和核心网络性能。而从外表看，与传统的机架/塔式服务器相比，刀片服务器能够最大限度地节约服务器的使用空间和费用，并为用户提供灵活、便捷的扩展升级手段。
刀片服务器的特点
刀片服务器公认的特点有两个，一是克服了芯片服务器集群的缺点，被成为集群的终结者；另一个是实现了机柜优化。
集群终结者
众所周知，作为一种负载均衡技术，服务器集群已经在有效提高系统的稳定性和核心网络服务的性能方面被广泛采用，在集群系统中，若要提供更高端的运算和服务性能，只需增加更多的单元就可以获得更高的性能。更为重要的是，服务器集群还可以为任何一台单独的服务器提供冗余和容错功能。
目前IT行业正在大力发展适应宽带网络、功能强大可靠的计算机。在过去的几年里，宽带技术极大地丰富了信息高速公路的传输内容。服务器集群和RAID技术的诞生为计算机和数据池的互联网应用提供了一个新的解决方案，而其成本却远远低于传统的高端专用服务器和大型机。但是，服务器集群的集成能力低，管理这样的集群使很多管理员非常头疼。尤其是集群扩展的需求越来越大，维护这些服务器的工作量简直不可想像，包括服务器之间的内部连接和摆放空间的要求。这些物理因素都限制了集群的扩展。刀片服务器的出现适时地解决了这些问题。在集群模式下，刀片服务器所有的主板可以连接起来提供高速的网络环境，共享资源。同时每个刀片都可内置监视器和管理工具软件， 配置一台高密度服务器就可以解决一台到一百台服务器的管理问题，如果需要增加或者删除集群中的服务器，只要插入或拔出一块板即可，将维护时间减少到最小。就这个意义上来说，Blade Server从根本上克服了服务器集群的缺点。
实现机柜优化
从某一角度而言，刀片服务器实现了机柜优化的自然飞跃。刀片服务器将机柜式服务器所占用的空间密度再一次提高了50%。资料显示，在机柜系统配置好的前提下，将1U机架优化服务器系统移植到刀片服务器上，所占用的空间只是原来的1/3～1/2。而在一个标准的机柜式环境里，刀片服务器的处理密度要提高四到五倍。比如在处理1024节点的高密度计算服务器环境里，1U配置需要24个机柜，其中不包括以太网交换集线器所占用的机柜空间，而采用插有8个"刀片"的刀片服务器，只需要9个机柜，却包括了以太网交换机的空间。在相同的面积内，数据中心可以通过部署刀片服务器获得8倍于机架式服务器的服务器租赁收益。
另外，刀片服务器采用集中管理的方式，可以简化服务器的管理工作。在IT人员日益匮乏的今天，采用刀片服务器的企业可以减少雇佣工资高昂的服务器管理和维护人员，从而降低维护费用。还有，刀片服务器的低功耗设计也会显著减少能耗，节约能源的同时减少了费用。
作为一种新兴的服务器产品，读者可能还缺乏对它的直观认识。每台刀片服务器一般由机柜和刀片组成，因此刀片服务器的标识由机柜的型号和刀片的型号共同构成，而不像以往的服务器那样由一个单一的服务器型号所代表。刀片通过机柜背板上的CompacPCI接口与之相连接。服务器机柜一般可以容纳8片至数十片刀片。刀片以服务器刀片为主，而每个服务器刀片都是一个功能完整的服务器。
在此，我们以一款常见的一种刀片服务器向大家介绍一下，以了解其基本构成。
根据所需要承担的服务器功能，刀片服务器被分成服务器刀片、网络刀片、存储刀片、管理刀片、光纤通道SAN刀片、扩展I/O刀片等等不同功能的相应刀片服务器。
目前最为常见的服务器刀片一般采用1颗为的Intel Pentium Ⅲ处理器，并采用ServerWorks LC-E芯片组、Intel 815芯片组、Via Pro266芯片组，支持的内存容量和类型由芯片组决定，内存类型一般为具有ECC功能的SDRAM或DDR。由于刀片服务器的散热问题较为严重，在设计中也有厂商采用了低功耗的Transmeta 5600处理器。目前，HP、Sun也正致力于把它们的RISC处理器制作成服务器刀片，只是尚未面世。
除连接机柜背板的接口外，服务器刀片上一般还具有一个PMC扩展接口，可以连接PMC接口的扩展卡，如SCSI卡、光纤存储卡等，其功能相当于PCI扩展槽，只是相应接口的扩展卡价格略贵。 服务器刀片采用与笔记本电脑相同规格的65mm(2.5英寸)硬盘，一般只安装操作系统和简单的应用软件，性能较低。
网络刀片
网络刀片的功能相当于局域网交换机，从而提供良好的网络监控和管理功能。网络刀片普遍提供10/100Mbps端口，以双绞线的方式连接服务器刀片，对外提供高速上连通道(千兆端口)。采用NAS存储方式的刀片服务器经常会配备2个网络刀片，其中一个专门用于连接NAS设备。每个刀片支持10/100/1000M以太网连接，并且可以在背板上安装10/100/1000M的2-4层交换机，这样就可以把系统中每个槽位上安装的刀片与交换机连接起来，提供一个基于IP的交换网络。通过集成这种总线，刀片服务器系统可以很好地集成IP业务和语音业务，提供各种不同的电信增值服务。
存储刀片
存储刀片可以被视为一个硬盘模块，通过背板总线或者硬盘接口线向服务器刀片提供存储功能。存储刀片上一般配备2块性能较高90mm(3.5英寸)硬盘，接口类型有IDE、SCSI和光纤通道(Fiber Channel)接口。
管理刀片
第一代刀片服务器的KVM(Keyboard、VGA、Mouse)刀片可以说是功能最为简单的管理刀片，提供对所有服务器刀片的管理控制。KVM刀片，提供键盘、鼠标、显示器接口，KVM刀片经常还包括软驱和光驱，便于使用者直接操作服务器刀片。KVM刀片上提供切换开关，用于在机柜上的不同刀片之间或者不同机柜之间进行切换。第二代刀片服务器具备更加强大的管理功能，但是各家产品各不相同。管理刀片往往通过服务器刀片上集成的监控管理芯片进行1台或多台刀片服务器的集中监控和管理。管理刀片向服务器机柜内的其他刀片提供必要的配置信息，并在某些刀片发生故障时接收报警信息，并向监控程序发出报警。
CompactPCI ：刀片服务器的标准
CompactPCI开放式标准架构很好地平衡了业界标准，包括硬件、操作系统、应用开发工具、能快速有效开发高利润的电信增值服务，同时使传统上以专有软硬件架构为主的电信建设转型，能享受开放系统带来成本大幅降低及大众化业界标准操作系统的好处。这一转变让设备及服务供应商找到了数以百万计的开发者，并开始采用具高可靠性、高扩展性和高性能的CompactPCI宽频通讯平台。
CompactPCI总线标准是建立刀片服务器的基础。它是惟一的标准，同时也是标准纷争的起源。CompactPCI目前有2个主要的版本，即 1.0版和2.0版，它们在接口定义的完善程度上不尽相同。早期的刀片服务器全部采用CompactPCI 1.0的标准，背板带宽也限定在32位PCI之内，这些产品属于第一代刀片服务器。2002年最新推出的刀片服务器部分采用CompactPCI 2.0标准，背板支持64位PCI通信，称之为第二代刀片服务器。由于标准的版本不同，两代刀片服务器之间不能完全兼容。
目前为止，只有HP一家声称完全按照CompactPCI标准设计刀片服务器，而其他服务器厂商只是在总线和接口标准方面遵循CompactPCI，在刀片的尺寸上没有完全按照该标准去执行。
应用模式指南
刀片服务器的应用很广泛，尤其是对于计算密集型应用，比如天气预报建模、数据采集、数据仿真、数字影象设计、空气动力学建模等等。而对于行业应用，如电信、金融、 IDC/ASP/ISP应用、移动电话基站、视频点播、Web主机操作及实验室系统等，刀片服务器依然能大显身手。刀片服务器的出现使其在2001年底的服务器市场上占据一块相对于机架式服务器来说不算小的市场份额。而随着2002年技术的发展尤其是InfiniBand技术开始扮演重要角色，刀片服务器将逐渐成为主流服务器并占据较大的市场份额。
刀片服务器的使用范围相当广泛。下面我们列出两个典型的应用模式进行简单的介绍。
应用模式1：网站Web服务器
这种方式可充分发挥刀片服务器密度高、可群集以及可远程管理的优势。网站可以用刀片服务器组成高密度的群集，用来实现高访问量的Web服务器，后端再连接中高端的服务器或群集系统作为数据库服务器。存储服务提供商可以采用同样的前端方案，后端配合NAS设备来提供存储服务。与普通机架服务器相比，刀片服务器在这类应用中的优势在于占用机位少，可有效节省托管费用。
应用模式2：中小企业网络服务器
当前的企业网络需求是多方面的，需要类型多样的服务，其中有些服务可以安装在一台机器上，而有些则需要使用至少一台备份机器或者群集。与之相对应，任何一个刀片系统既可以独立运行，也可以与其他服务器组成群集或互为备份。根据企业的实际需要进行搭配。这种方式可充分发挥刀片服务器易管理、配置灵活和可扩展性好的优势。 使用刀片服务器进行群集并与存域网相结合，这可以胜任大数据量吞吐的数据库并行处理。对于企业来说，这种高密度不仅节约了宝贵的机柜空间，还节约了布线成本，并可节电，从而降低对UPS的要求。
"刀片"，就可以提高整体性能。而由于每块"刀片"都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。
这些刀片服务器在设计之初都具有低功耗、空间小、单机售价低等特点，同时它还继承发扬了传统服务器的一些技术指标，比如把热插拔和冗余运用到刀片服务器之中，这些设计满足了密集计算环境对服务器性能的需求；有的还通过内置的负载均衡技术，有效地提高了服务器的稳定性和核心网络性能。而从外表看，与传统的机架/塔式服务器相比，刀片服务器能够最大限度地节约服务器的使用空间和费用，并为用户提供灵活、便捷的扩展升级手段。
刀片服务器的特点
刀片服务器公认的特点有两个，一是克服了芯片服务器集群的缺点，被成为集群的终结者；另一个是实现了机柜优化。
集群终结者
众所周知，作为一种负载均衡技术，服务器集群已经在有效提高系统的稳定性和核心网络服务的性能方面被广泛采用，在集群系统中，若要提供更高端的运算和服务性能，只需增加更多的单元就可以获得更高的性能。更为重要的是，服务器集群还可以为任何一台单独的服务器提供冗余和容错功能。
目前IT行业正在大力发展适应宽带网络、功能强大可靠的计算机。在过去的几年里，宽带技术极大地丰富了信息高速公路的传输内容。服务器集群和RAID技术的诞生为计算机和数据池的互联网应用提供了一个新的解决方案，而其成本却远远低于传统的高端专用服务器和大型机。但是，服务器集群的集成能力低，管理这样的集群使很多管理员非常头疼。尤其是集群扩展的需求越来越大，维护这些服务器的工作量简直不可想像，包括服务器之间的内部连接和摆放空间的要求。这些物理因素都限制了集群的扩展。刀片服务器的出现适时地解决了这些问题。在集群模式下，刀片服务器所有的主板可以连接起来提供高速的网络环境，共享资源。同时每个刀片都可内置监视器和管理工具软件， 配置一台高密度服务器就可以解决一台到一百台服务器的管理问题，如果需要增加或者删除集群中的服务器，只要插入或拔出一块板即可，将维护时间减少到最小。就这个意义上来说，Blade Server从根本上克服了服务器集群的缺点。
实现机柜优化
从某一角度而言，刀片服务器实现了机柜优化的自然飞跃。刀片服务器将机柜式服务器所占用的空间密度再一次提高了50%。资料显示，在机柜系统配置好的前提下，将1U机架优化服务器系统移植到刀片服务器上，所占用的空间只是原来的1/3～1/2。而在一个标准的机柜式环境里，刀片服务器的处理密度要提高四到五倍。比如在处理1024节点的高密度计算服务器环境里，1U配置需要24个机柜，其中不包括以太网交换集线器所占用的机柜空间，而采用插有8个"刀片"的刀片服务器，只需要9个机柜，却包括了以太网交换机的空间。在相同的面积内，数据中心可以通过部署刀片服务器获得8倍于机架式服务器的服务器租赁收益。
另外，刀片服务器采用集中管理的方式，可以简化服务器的管理工作。在IT人员日益匮乏的今天，采用刀片服务器的企业可以减少雇佣工资高昂的服务器管理和维护人员，从而降低维护费用。还有，刀片服务器的低功耗设计也会显著减少能耗，节约能源的同时减少了费用。
作为一种新兴的服务器产品，读者可能还缺乏对它的直观认识。每台刀片服务器一般由机柜和刀片组成，因此刀片服务器的标识由机柜的型号和刀片的型号共同构成，而不像以往的服务器那样由一个单一的服务器型号所代表。刀片通过机柜背板上的CompacPCI接口与之相连接。服务器机柜一般可以容纳8片至数十片刀片。刀片以服务器刀片为主，而每个服务器刀片都是一个功能完整的服务器。
在此，我们以一款常见的一种刀片服务器向大家介绍一下，以了解其基本构成。
根据所需要承担的服务器功能，刀片服务器被分成服务器刀片、网络刀片、存储刀片、管理刀片、光纤通道SAN刀片、扩展I/O刀片等等不同功能的相应刀片服务器。
目前最为常见的服务器刀片一般采用1颗为的Intel Pentium Ⅲ处理器，并采用ServerWorks LC-E芯片组、Intel 815芯片组、Via Pro266芯片组，支持的内存容量和类型由芯片组决定，内存类型一般为具有ECC功能的SDRAM或DDR。由于刀片服务器的散热问题较为严重，在设计中也有厂商采用了低功耗的Transmeta 5600处理器。目前，HP、Sun也正致力于把它们的RISC处理器制作成服务器刀片，只是尚未面世。
除连接机柜背板的接口外，服务器刀片上一般还具有一个PMC扩展接口，可以连接PMC接口的扩展卡，如SCSI卡、光纤存储卡等，其功能相当于PCI扩展槽，只是相应接口的扩展卡价格略贵。 服务器刀片采用与笔记本电脑相同规格的65mm(2.5英寸)硬盘，一般只安装操作系统和简单的应用软件，性能较低。
网络刀片
网络刀片的功能相当于局域网交换机，从而提供良好的网络监控和管理功能。网络刀片普遍提供10/100Mbps端口，以双绞线的方式连接服务器刀片，对外提供高速上连通道(千兆端口)。采用NAS存储方式的刀片服务器经常会配备2个网络刀片，其中一个专门用于连接NAS设备。每个刀片支持10/100/1000M以太网连接，并且可以在背板上安装10/100/1000M的2-4层交换机，这样就可以把系统中每个槽位上安装的刀片与交换机连接起来，提供一个基于IP的交换网络。通过集成这种总线，刀片服务器系统可以很好地集成IP业务和语音业务，提供各种不同的电信增值服务。
存储刀片
存储刀片可以被视为一个硬盘模块，通过背板总线或者硬盘接口线向服务器刀片提供存储功能。存储刀片上一般配备2块性能较高90mm(3.5英寸)硬盘，接口类型有IDE、SCSI和光纤通道(Fiber Channel)接口。
管理刀片
第一代刀片服务器的KVM(Keyboard、VGA、Mouse)刀片可以说是功能最为简单的管理刀片，提供对所有服务器刀片的管理控制。KVM刀片，提供键盘、鼠标、显示器接口，KVM刀片经常还包括软驱和光驱，便于使用者直接操作服务器刀片。KVM刀片上提供切换开关，用于在机柜上的不同刀片之间或者不同机柜之间进行切换。第二代刀片服务器具备更加强大的管理功能，但是各家产品各不相同。管理刀片往往通过服务器刀片上集成的监控管理芯片进行1台或多台刀片服务器的集中监控和管理。管理刀片向服务器机柜内的其他刀片提供必要的配置信息，并在某些刀片发生故障时接收报警信息，并向监控程序发出报警。
CompactPCI ：刀片服务器的标准
CompactPCI开放式标准架构很好地平衡了业界标准，包括硬件、操作系统、应用开发工具、能快速有效开发高利润的电信增值服务，同时使传统上以专有软硬件架构为主的电信建设转型，能享受开放系统带来成本大幅降低及大众化业界标准操作系统的好处。这一转变让设备及服务供应商找到了数以百万计的开发者，并开始采用具高可靠性、高扩展性和高性能的CompactPCI宽频通讯平台。
CompactPCI总线标准是建立刀片服务器的基础。它是惟一的标准，同时也是标准纷争的起源。CompactPCI目前有2个主要的版本，即 1.0版和2.0版，它们在接口定义的完善程度上不尽相同。早期的刀片服务器全部采用CompactPCI 1.0的标准，背板带宽也限定在32位PCI之内，这些产品属于第一代刀片服务器。2002年最新推出的刀片服务器部分采用CompactPCI 2.0标准，背板支持64位PCI通信，称之为第二代刀片服务器。由于标准的版本不同，两代刀片服务器之间不能完全兼容。
目前为止，只有HP一家声称完全按照CompactPCI标准设计刀片服务器，而其他服务器厂商只是在总线和接口标准方面遵循CompactPCI，在刀片的尺寸上没有完全按照该标准去执行。
应用模式指南
刀片服务器的应用很广泛，尤其是对于计算密集型应用，比如天气预报建模、数据采集、数据仿真、数字影象设计、空气动力学建模等等。而对于行业应用，如电信、金融、 IDC/ASP/ISP应用、移动电话基站、视频点播、Web主机操作及实验室系统等，刀片服务器依然能大显身手。刀片服务器的出现使其在2001年底的服务器市场上占据一块相对于机架式服务器来说不算小的市场份额。而随着2002年技术的发展尤其是InfiniBand技术开始扮演重要角色，刀片服务器将逐渐成为主流服务器并占据较大的市场份额。
刀片服务器的使用范围相当广泛。下面我们列出两个典型的应用模式进行简单的介绍。
应用模式1：网站Web服务器
这种方式可充分发挥刀片服务器密度高、可群集以及可远程管理的优势。网站可以用刀片服务器组成高密度的群集，用来实现高访问量的Web服务器，后端再连接中高端的服务器或群集系统作为数据库服务器。存储服务提供商可以采用同样的前端方案，后端配合NAS设备来提供存储服务。与普通机架服务器相比，刀片服务器在这类应用中的优势在于占用机位少，可有效节省托管费用。
应用模式2：中小企业网络服务器
当前的企业网络需求是多方面的，需要类型多样的服务，其中有些服务可以安装在一台机器上，而有些则需要使用至少一台备份机器或者群集。与之相对应，任何一个刀片系统既可以独立运行，也可以与其他服务器组成群集或互为备份。根据企业的实际需要进行搭配。这种方式可充分发挥刀片服务器易管理、配置灵活和可扩展性好的优势。 使用刀片服务器进行群集并与存域网相结合，这可以胜任大数据量吞吐的数据库并行处理。对于企业来说，这种高密度不仅节约了宝贵的机柜空间，还节约了布线成本，并可节电，从而降低对UPS的要求。
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惠普节能降耗从三个层面：1.数据中心层面环境级的节能技术；2.针对服务器、存储等IT产品在系统层面的绿色设计；3.对关键节能部件的研发。针对数据中心环境层面构建新一代绿色数据中心或对原有数据中心进行改造；在设备层面以能量智控（Thermal Logic）技术以及PARSEC体系架构等方面的创新成为未来数据中心节能的最关键基础设施；同时这些创新技术体现在一些关键节能部件上，如Active Cool（主动散热）风扇、动态功率调整技术（DPS, Dynamic Power Saver）等提高能源效率来降低运营成本。
HP DSC精确制冷 实现绿色数据中心
传统数据中心机房采用的是平均制冷设计模式，但目前随着机架式服务器以及刀片服务器的出现和普及，数据中心出现了高密度服务器与低密度混合的模式，由于服务器的密度不均衡，因而产生的热量也不均衡，传统数据中心的平均制冷方法已经很难满足需求。造成目前数据中心的两个现状：一是目前85％以上的机房存在过度制冷问题；二在数据中心的供电中，只有1/3用在IT设备上，而制冷费用占到总供电的2/3 。因此降低制冷能耗是数据中心节能的关键所在。
针对传统数据中心机房的平均制冷弊端，惠普推出了基于动态智能制冷技术的全新解决方案——“惠普动态智能冷却系统”（DSC, Dynamic Smart Cooling）。动态智能冷却技术的目标是通过精确制冷，提高制冷效率。DSC可根据服务器运行负荷动态调控冷却系统来降低能耗，根据数据中心的大小不同，节能可达到20 %至45%。
DSC结合了惠普在电源与冷却方面的现有创新技术，如惠普刀片服务器系统 c-Class架构的重要组件HP Thermal Logic等技术，通过在服务器机架上安装了很多与数据中心相连的热能探测器，可以随时把服务器的温度变化信息传递到中央监控系统。当探测器传递一个服务器温度升高的信息时，中央监控系统就会发出指令给最近的几台冷却设备，加大功率制冷来降低那台服务器的温度。当服务器的温度下降后，中央监控系统会根据探测器传递过来的新信息，发出指令给附近的冷却设备减小功率。惠普的实验数据显示，在惠普实验室的同一数据中心不采用DSC技术，冷却需要117千瓦，而采用DSC系统只需要72千瓦。
惠普公司新一代绿色刀片系统HP BladeSystem c-Class基于工业标准的模块化设计，它不仅仅集成了刀片服务器和刀片存储，还集成了数据中心的众多要素如网络、电源/冷却和管理等，即把计算、存储、网络、电源/冷却和管理都整合到一起。同时在创新的BladeSystem c-Class刀片系统中，还充分考虑了现代数据中心基础设施对电源、冷却、连接、冗余、安全、计算以及存储等方面的需求。
PARSEC体系架构和能量智控：绿色生产线的两大核心战略
作为数据中心的关键基础设施，绿色是刀片系统的重要发展趋势之一，也是数据中心节能的关键所在。HP BladeSystem c-Class刀片系统的创新设计中，绿色就是其关键创新技术之一，其独特的PARSEC体系架构和能量智控技术就是这条绿色生产线的两大关键技术。
HP PARSEC体系结构是惠普刀片系统针对绿色策略的另一创新。目前机架服务器都采用内部几个小型局部风扇布局，这样会造成成本较高、功率较大、散热能力差、消费功率和空间。HP PARSEC（Parallel Redundant Scalable Enterprise Cooling）体系结构是一种结合了局部与中心冷却特点的混合模式。机箱被分成四个区域，每个区域分别装有风扇，为该区域的刀片服务器提供直接的冷却服务，并为所有其它部件提供冷却服务。由于服务器刀片与存储刀片冷却标准不同，而冷却标准与机箱内部的基础元件相适应，甚至有时在多重冷却区内会出现不同类型的刀片。配合惠普创新的 Active Cool风扇，用户就可以轻松获得不同的冷却配置。惠普风扇设计支持热插拔，可通过添加或移除来调节气流，使之有效地通过整个系统，让冷却变得更加行之有效。
惠普的能量智控技术(Thermal Logic)是一种结合了惠普在供电、散热等方面的创新技术的系统级节能方法，该技术提供了嵌入式温度测量与控制能力，通过即时热量监控，可追踪每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电情况，这使用户能够及时了解并匹配系统运行需求，与此同时以手动或自动的方式设定温度阈值。或者自动开启冷却或调整冷却水平以应对并解决产生的热量，由此实现最为精确的供电及冷却控制能力。通过能量智控管理，客户可以动态地应用散热控制来优化性能、功耗和散热性能，以充分利用电源预算，确保灵活性。采用能量智控技术，同样电力可以供应的服务器数量增加一倍，与传统的机架堆叠式设备相比，效率提升30%。在每个机架插入更多服务器的同时，所耗费的供电及冷却量却保持不变或是减小，整体设计所需部件也将减少。
Active Cool风扇、DPS、电源调整仪：生产线的每个部件都要节能
惠普BladeSystem c-Class刀片系统作为一个“绿色生产线”，通过能量智控技术和PARSEC体系架构实现了“生产线”级的节能降耗，而这条生产线上各组成部件的技术创新则是绿色生产线的关键技术保障。例如，深具革新意义的Active Cool风扇，实现智能电源管理的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术。
风扇是散热的关键部件。风扇设计是否越大越好？答案是否定的。市场上有的刀片服务器产品采用了较大型的集中散热风扇，不仅占用空间大、噪音大，冗余性较差、有漏气通道，而且存在过渡供应、需要较高的供电负荷。
惠普刀片服务器中采用了创新的Active Cool（主动散热）风扇。Active Cool风扇的设计理念源于飞行器技术，体积小巧，扇叶转速达136英里/小时，在产生强劲气流的同时比传统型风扇设计耗电量更低。同时具有高风量（CFM）、高风压、最佳噪音效果、最佳功耗等特点，仅使用100瓦电力便能够冷却16台刀片服务器。这项深具革新意义的风扇当前正在申请20项专利。Active Cool风扇配合PARSEC散热技术，可根据服务器的负载自动调节风扇的工作状态，并让最节能的气流和最有效的散热通道来冷却需要的部件，有效减少了冷却能量消耗，与传统散热风扇相比，功耗降低66％，数据中心能量消耗减少50%。
在供电方面，同传统的机架服务器独立供电的方式相比，惠普的刀片系统采用集中供电，通过创新的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术实现了智能电源管理，根据电源状况有针对性地采取策略，大大节省了电能消耗。
ProLiant 电源调整仪（ProLiant Power Regulator）可实现服务器级、基于策略的电源管理。电源调整议可以根据CPU的应用情况为其提供电源，必要时，为CPU应用提供全功率，当不需要时则可使CPU处于节电模式，这使得服务器可以实现基于策略的电源管理。事实上可通过动态和静态两种方式来控制CPU的电源状态，即电源调整议即可以设置成连续低功耗的静态工作模式，也可以设置成根据CPU使用情况自动调整电源供应的动态模式。目前电源调整议可适用于AMD或英特尔的芯片，为方便使用，惠普可通过iLO高级接口显示处理器的使用数据并通过该窗口进行配置操作。电源调整议使服务器在不损失性能的前提下节省了功率和散热成本。
惠普创新的动态功率调整技术（DPS, Dynamic Power Saver）可以实时监测机箱内的电源消耗，并根据需求自动调节电源的供应。由于电源在高负荷下运转才能发挥最大效力，通过提供与用户整体基础设施要求相匹的配电量， DPS进一步改进了耗电状况。例如，当服务器对电源的需求较少时，可以只启动一对供电模块，而使其它供电模块处于stand by状态，而不是开启所有的供电单元，但每个供电单元都以较低的效率运行。当对电源需求增加时，可及时启动STAND BY的供电模块，使之满足供电需求。这样确保了供电系统总是保持最高效的工作状态，同时确保充足的电力供应，但通过较低的供电负荷实现电力的节约。
HP DSC精确制冷 实现绿色数据中心
传统数据中心机房采用的是平均制冷设计模式，但目前随着机架式服务器以及刀片服务器的出现和普及，数据中心出现了高密度服务器与低密度混合的模式，由于服务器的密度不均衡，因而产生的热量也不均衡，传统数据中心的平均制冷方法已经很难满足需求。造成目前数据中心的两个现状：一是目前85％以上的机房存在过度制冷问题；二在数据中心的供电中，只有1/3用在IT设备上，而制冷费用占到总供电的2/3 。因此降低制冷能耗是数据中心节能的关键所在。
针对传统数据中心机房的平均制冷弊端，惠普推出了基于动态智能制冷技术的全新解决方案——“惠普动态智能冷却系统”（DSC, Dynamic Smart Cooling）。动态智能冷却技术的目标是通过精确制冷，提高制冷效率。DSC可根据服务器运行负荷动态调控冷却系统来降低能耗，根据数据中心的大小不同，节能可达到20 %至45%。
DSC结合了惠普在电源与冷却方面的现有创新技术，如惠普刀片服务器系统 c-Class架构的重要组件HP Thermal Logic等技术，通过在服务器机架上安装了很多与数据中心相连的热能探测器，可以随时把服务器的温度变化信息传递到中央监控系统。当探测器传递一个服务器温度升高的信息时，中央监控系统就会发出指令给最近的几台冷却设备，加大功率制冷来降低那台服务器的温度。当服务器的温度下降后，中央监控系统会根据探测器传递过来的新信息，发出指令给附近的冷却设备减小功率。惠普的实验数据显示，在惠普实验室的同一数据中心不采用DSC技术，冷却需要117千瓦，而采用DSC系统只需要72千瓦。
惠普公司新一代绿色刀片系统HP BladeSystem c-Class基于工业标准的模块化设计，它不仅仅集成了刀片服务器和刀片存储，还集成了数据中心的众多要素如网络、电源/冷却和管理等，即把计算、存储、网络、电源/冷却和管理都整合到一起。同时在创新的BladeSystem c-Class刀片系统中，还充分考虑了现代数据中心基础设施对电源、冷却、连接、冗余、安全、计算以及存储等方面的需求。
PARSEC体系架构和能量智控：绿色生产线的两大核心战略
作为数据中心的关键基础设施，绿色是刀片系统的重要发展趋势之一，也是数据中心节能的关键所在。HP BladeSystem c-Class刀片系统的创新设计中，绿色就是其关键创新技术之一，其独特的PARSEC体系架构和能量智控技术就是这条绿色生产线的两大关键技术。
HP PARSEC体系结构是惠普刀片系统针对绿色策略的另一创新。目前机架服务器都采用内部几个小型局部风扇布局，这样会造成成本较高、功率较大、散热能力差、消费功率和空间。HP PARSEC（Parallel Redundant Scalable Enterprise Cooling）体系结构是一种结合了局部与中心冷却特点的混合模式。机箱被分成四个区域，每个区域分别装有风扇，为该区域的刀片服务器提供直接的冷却服务，并为所有其它部件提供冷却服务。由于服务器刀片与存储刀片冷却标准不同，而冷却标准与机箱内部的基础元件相适应，甚至有时在多重冷却区内会出现不同类型的刀片。配合惠普创新的 Active Cool风扇，用户就可以轻松获得不同的冷却配置。惠普风扇设计支持热插拔，可通过添加或移除来调节气流，使之有效地通过整个系统，让冷却变得更加行之有效。
惠普的能量智控技术(Thermal Logic)是一种结合了惠普在供电、散热等方面的创新技术的系统级节能方法，该技术提供了嵌入式温度测量与控制能力，通过即时热量监控，可追踪每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电情况，这使用户能够及时了解并匹配系统运行需求，与此同时以手动或自动的方式设定温度阈值。或者自动开启冷却或调整冷却水平以应对并解决产生的热量，由此实现最为精确的供电及冷却控制能力。通过能量智控管理，客户可以动态地应用散热控制来优化性能、功耗和散热性能，以充分利用电源预算，确保灵活性。采用能量智控技术，同样电力可以供应的服务器数量增加一倍，与传统的机架堆叠式设备相比，效率提升30%。在每个机架插入更多服务器的同时，所耗费的供电及冷却量却保持不变或是减小，整体设计所需部件也将减少。
Active Cool风扇、DPS、电源调整仪：生产线的每个部件都要节能
惠普BladeSystem c-Class刀片系统作为一个“绿色生产线”，通过能量智控技术和PARSEC体系架构实现了“生产线”级的节能降耗，而这条生产线上各组成部件的技术创新则是绿色生产线的关键技术保障。例如，深具革新意义的Active Cool风扇，实现智能电源管理的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术。
风扇是散热的关键部件。风扇设计是否越大越好？答案是否定的。市场上有的刀片服务器产品采用了较大型的集中散热风扇，不仅占用空间大、噪音大，冗余性较差、有漏气通道，而且存在过渡供应、需要较高的供电负荷。
惠普刀片服务器中采用了创新的Active Cool（主动散热）风扇。Active Cool风扇的设计理念源于飞行器技术，体积小巧，扇叶转速达136英里/小时，在产生强劲气流的同时比传统型风扇设计耗电量更低。同时具有高风量（CFM）、高风压、最佳噪音效果、最佳功耗等特点，仅使用100瓦电力便能够冷却16台刀片服务器。这项深具革新意义的风扇当前正在申请20项专利。Active Cool风扇配合PARSEC散热技术，可根据服务器的负载自动调节风扇的工作状态，并让最节能的气流和最有效的散热通道来冷却需要的部件，有效减少了冷却能量消耗，与传统散热风扇相比，功耗降低66％，数据中心能量消耗减少50%。
在供电方面，同传统的机架服务器独立供电的方式相比，惠普的刀片系统采用集中供电，通过创新的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术实现了智能电源管理，根据电源状况有针对性地采取策略，大大节省了电能消耗。
ProLiant 电源调整仪（ProLiant Power Regulator）可实现服务器级、基于策略的电源管理。电源调整议可以根据CPU的应用情况为其提供电源，必要时，为CPU应用提供全功率，当不需要时则可使CPU处于节电模式，这使得服务器可以实现基于策略的电源管理。事实上可通过动态和静态两种方式来控制CPU的电源状态，即电源调整议即可以设置成连续低功耗的静态工作模式，也可以设置成根据CPU使用情况自动调整电源供应的动态模式。目前电源调整议可适用于AMD或英特尔的芯片，为方便使用，惠普可通过iLO高级接口显示处理器的使用数据并通过该窗口进行配置操作。电源调整议使服务器在不损失性能的前提下节省了功率和散热成本。
惠普创新的动态功率调整技术（DPS, Dynamic Power Saver）可以实时监测机箱内的电源消耗，并根据需求自动调节电源的供应。由于电源在高负荷下运转才能发挥最大效力，通过提供与用户整体基础设施要求相匹的配电量， DPS进一步改进了耗电状况。例如，当服务器对电源的需求较少时，可以只启动一对供电模块，而使其它供电模块处于stand by状态，而不是开启所有的供电单元，但每个供电单元都以较低的效率运行。当对电源需求增加时，可及时启动STAND BY的供电模块，使之满足供电需求。这样确保了供电系统总是保持最高效的工作状态，同时确保充足的电力供应，但通过较低的供电负荷实现电力的节约。
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目前，服务器厂商面临的问题是如何要不断的提高服务器计算能力而要减少服务器的能耗。服务器厂商和芯片巨头们也开始进行大量的研究并开始执行一些新的技术以降低服务器的能耗，主要有三个方向：冷却技术、芯片节能技术、软件调度和管理技术。
当然，也有厂商采用低功耗的CPU作为服务器部件，来实现服务器产品的节能，这种做法是以降低系统性能或者增加成本为代价，不在本文讨论之列。
服务器冷却技术
我们先来看看冷却技术，这种做法主要是解决散热能耗，提高散热效率，来降低数据中心的冷却系统的能耗和成本，并不是从源头降低服务器的能耗。但散热效率的提高可以作用于服务器能耗降低的推动并提高服务器的性能。
其中原因如下：温度降低后，服务器部件的工作性能会更高，尤其是关键的计算部件CPU性能。而更低的温度也能够促进服务器系统功耗的降低，比如VRM部件，DC-DC等电源器件在低温下电源转换效率会高。如果VRM和DC-DC能够提高5%的效率，则整个系统就可以节能5%。同时上文中谈过，目前大机房环境中冷却系统的能耗直逼服务器系统的能耗。所以，从冷却系统着手也是非常有意义的。
目前在server开始应用或者研发中的冷却技术主要有以下几种：
1． 水冷技术
例如IBM公司“冰蓝（Cool Blue）”，刚研发成功一个数据中心专用水冷配件新产品，利用标准数据中心冷却装置生产出来的冷水来补充制冷。每分钟，系统中都会有8到10加仑的水循环流过服务器架上的一个4英寸厚的后门，如图1所示这个热交换器可以带走55%的满配服务器机柜产生的热量。
图1 是IBM冰蓝机柜部件
2. 其他吸热材料冷却
英国一家公司研制利用二氧化碳解决刀片式服务器散热问题在利用二氧化碳作为冷却剂方面已经取得了突破。目前公布的系统是由Trox先进冷却系统（AIT）和Star致冷公司共同开发的，首批采用该技术的冷却系统已经被安装在英国帝国理工学院。它的主要原理是采用了热吸收而不是传统的冷却技术，因此是一种更有弹性和节能的解决方案。这一冷却系统主要面向“高密度冷却，特别是每机柜的能耗超过20千瓦的刀片式服务器”，它安装在服务器机柜的后方，能够“捕获”风扇排出的热量。由于采用了二氧化碳，该系统具有“大容量、低能耗”等优点。
3. 优化设计的散热FAN以及散热风道
目前在优化散热风道设计上IBM在其blade centre上采用其矢量散热技术，图2和图3 是IBM blade center中采用的优化风道设计，图2是计算刀片的风道示意图，图3是刀片机箱内部风道示意图。据IBM宣称，采用该技术的IBM刀片服务器可以节省电能50%。
图2 IBM BladeCentre 计算刀片风向图
图3 IBM BladeCentre 机箱内部风向图
HP采用高性能风扇来提高服务器的散热性能，HP Active Cool风扇是一种创新的新型设计，转速达219Km/h。HP Active Cool风扇速度达到18000 rpm.在25摄氏度的条件下，每个HP Active Cool风扇可冷却5台常见IU服务器。
主芯片CPU节能技术
由于本文的重点是服务器整体系统的节能技术，所以在CPU厂商的节能手段不作重点描述，仅仅简单介绍。
目前AMD和Intel两大主流CPU提供商都在节能方面进行了大量的工作。目前设计的趋势是Silicon and Platform Innovation——新的材料、工艺和架构，目前开始在主流高端服务器上开始多核多线程产品的设计。在未来的几年中，将在更低的能耗下提供更高的性能(performance per watt)。它可以在不提高能耗与热阻的情况下，增加更多的计算能力。
目前Intel Xeon处理器加入了Demand Based Switching(DBS)技术，这是Intel SpeedStep技术的增强型，在低运算需求环境下，它可以减少多达25%的能耗。AMD在其处理器中采用“Power Now！”技术，可以动态自适应调整CPU频率，可以在空载的情况下大大降低服务器的能耗。
其他RISC芯片提供厂商也推出了不少在节能方面的创新技术，其中服务器厂商SUN推出了UltraSPARC T1新型处理器的突破性技术，为系统性能、占用空间和功效创立了新的行业标准，这些新系统的设计宗旨就是要降低功耗与冷却费用以及对空间的占用，与Intel的传统芯片相比，UltraSPARC T1新型处理器可以节省80%的功耗，并采用专利权的CoolThreads技术，设计出一款八核32线程的处理器，在单块芯片上实现了整机架的服务器的性能。在目前绝大多数处理器每线程至少消耗40瓦功率的时代，Sun的每一个基于SPARC的CoolThreads处理器，每个线程仅仅消耗2瓦功率。
软件管理节能技术
软件管理节能技术又可以分成几类。
第一类，更改操作系统内核，优化程序执行队列或者根据负载情况动态调整CPU频率。目前该技术主要处于研究状态，还没有进行实际的应用。
主要原理是对CPU的运行状态进行计算，分析任务队列，对不同的任何进行功耗计算，同时建立一些CPU散热器的散热模型，在工作过程中，尽量把功耗高的任务同功耗低的任务进行交叉进行，这样可以保持CPU在稳定的负载下运行，减少热能的散发并提高运行效率。同时，当发现CPU任务队列对功耗需求较低，通过BIOS接口进行CPU功率的动态调整，比如一个服务器系统，CPU为至强3.0GHZ，在CPU任务队列较少的时候，就可以把服务器的CPU从3.0Ghz根据任务需要调整倒一个比较低的频率，这样就可以使CPU的功耗大大降低。
另外一种做法就是软件功率管理，比如IBM和HP都有类似的软件。PowerExecutive 是 IBM 功率管理软件的扩展，允许用户“计量”任何单一物理系统或一组物理系统的实际电力使用数据和趋势数据。由 IBM 研究中心开发的 PowerExecutive 使用了IBM开发的线路监测技术，可以确定实际能耗和系统温度。新 System x 服务器以及 IBM BladeCenter 刀片服务器都采用了 PowerExecutive 软件，通过功率管理来实现对部件耗电的控制。
HP使用惠普(HP)能量智控技术(Thermal Logic)以及HP BladeSystem系统套件，通过功率计算以及优化风道设计能够比相同数量的机架式服务器冷却所需气流降低50%且耗电减少70%,追踪每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电情况。
还有一种电源管理技术，适用于多电源模块系统，例如大型机系统或者刀片服务器系统，一般采用多个电源模块。其原理是根据电源模块的效率特性曲线。对于电源模块效率曲线而言，一般不同的负载会有不同的效率，当然会有最佳效率点，一般情况下在电源在高负荷下运转才能发挥最大效力，所以可以根据系统的功率情况进行电源个数的调整，使每个电源工作在最佳效率点。
例如一个系统中有6颗1kw电源模块，其在最大90%负荷时电源转换效率最高，为85%，而在其负载为40%时其效率为65%。在系统工作的某个时刻，经过监控系统测出实实功耗为2700W，这样就可以关闭3颗电源，实现电源转换效率为85%，而如果不采用任何手段时，其效率仅仅为65%，系统实现节能30%左右，同实减少热量排放降低冷却成本。（本文中数据仅供举例参考）
小结
从上文分析中可以看出，目前整个服务器和机房系统的产业链上都在重视和解决节能问题，服务器系统节能已经是大势所趋。上文介绍的仅仅是解决该问题的部分做法，有些目前正在应用，部分还在研究中。
而从使用应用来看，大的数据中心和计算中心以及其他大型机房对节能技术和机房整体冷却技术需求比较迫切。主要是服务器数目较多并且长期不间断工作，同时冷却压力和在冷却的成本较高。而机房中多应用的是集群系统，在这种情况下，最佳的或者说最方便的电源管理方案是系统动态任务调度技术。即可以根据系统运行情况，在任务量不重的情况下，尽量把任务集中迁移到服务器上，这样同时通过管理软件动态调整和迁移，闲暇的服务器可以自动关闭。当任务请求增加，在根据任务情况动态的向正在运行的系统中添加服务器，来分摊过重的应用。这样可实际操作性较大并且比较开放工作量也相对简单，并可以取得较好的效果。
当然，也有厂商采用低功耗的CPU作为服务器部件，来实现服务器产品的节能，这种做法是以降低系统性能或者增加成本为代价，不在本文讨论之列。
服务器冷却技术
我们先来看看冷却技术，这种做法主要是解决散热能耗，提高散热效率，来降低数据中心的冷却系统的能耗和成本，并不是从源头降低服务器的能耗。但散热效率的提高可以作用于服务器能耗降低的推动并提高服务器的性能。
其中原因如下：温度降低后，服务器部件的工作性能会更高，尤其是关键的计算部件CPU性能。而更低的温度也能够促进服务器系统功耗的降低，比如VRM部件，DC-DC等电源器件在低温下电源转换效率会高。如果VRM和DC-DC能够提高5%的效率，则整个系统就可以节能5%。同时上文中谈过，目前大机房环境中冷却系统的能耗直逼服务器系统的能耗。所以，从冷却系统着手也是非常有意义的。
目前在server开始应用或者研发中的冷却技术主要有以下几种：
1． 水冷技术
例如IBM公司“冰蓝（Cool Blue）”，刚研发成功一个数据中心专用水冷配件新产品，利用标准数据中心冷却装置生产出来的冷水来补充制冷。每分钟，系统中都会有8到10加仑的水循环流过服务器架上的一个4英寸厚的后门，如图1所示这个热交换器可以带走55%的满配服务器机柜产生的热量。
图1 是IBM冰蓝机柜部件
2. 其他吸热材料冷却
英国一家公司研制利用二氧化碳解决刀片式服务器散热问题在利用二氧化碳作为冷却剂方面已经取得了突破。目前公布的系统是由Trox先进冷却系统（AIT）和Star致冷公司共同开发的，首批采用该技术的冷却系统已经被安装在英国帝国理工学院。它的主要原理是采用了热吸收而不是传统的冷却技术，因此是一种更有弹性和节能的解决方案。这一冷却系统主要面向“高密度冷却，特别是每机柜的能耗超过20千瓦的刀片式服务器”，它安装在服务器机柜的后方，能够“捕获”风扇排出的热量。由于采用了二氧化碳，该系统具有“大容量、低能耗”等优点。
3. 优化设计的散热FAN以及散热风道
目前在优化散热风道设计上IBM在其blade centre上采用其矢量散热技术，图2和图3 是IBM blade center中采用的优化风道设计，图2是计算刀片的风道示意图，图3是刀片机箱内部风道示意图。据IBM宣称，采用该技术的IBM刀片服务器可以节省电能50%。
图2 IBM BladeCentre 计算刀片风向图
图3 IBM BladeCentre 机箱内部风向图
HP采用高性能风扇来提高服务器的散热性能，HP Active Cool风扇是一种创新的新型设计，转速达219Km/h。HP Active Cool风扇速度达到18000 rpm.在25摄氏度的条件下，每个HP Active Cool风扇可冷却5台常见IU服务器。
主芯片CPU节能技术
由于本文的重点是服务器整体系统的节能技术，所以在CPU厂商的节能手段不作重点描述，仅仅简单介绍。
目前AMD和Intel两大主流CPU提供商都在节能方面进行了大量的工作。目前设计的趋势是Silicon and Platform Innovation——新的材料、工艺和架构，目前开始在主流高端服务器上开始多核多线程产品的设计。在未来的几年中，将在更低的能耗下提供更高的性能(performance per watt)。它可以在不提高能耗与热阻的情况下，增加更多的计算能力。
目前Intel Xeon处理器加入了Demand Based Switching(DBS)技术，这是Intel SpeedStep技术的增强型，在低运算需求环境下，它可以减少多达25%的能耗。AMD在其处理器中采用“Power Now！”技术，可以动态自适应调整CPU频率，可以在空载的情况下大大降低服务器的能耗。
其他RISC芯片提供厂商也推出了不少在节能方面的创新技术，其中服务器厂商SUN推出了UltraSPARC T1新型处理器的突破性技术，为系统性能、占用空间和功效创立了新的行业标准，这些新系统的设计宗旨就是要降低功耗与冷却费用以及对空间的占用，与Intel的传统芯片相比，UltraSPARC T1新型处理器可以节省80%的功耗，并采用专利权的CoolThreads技术，设计出一款八核32线程的处理器，在单块芯片上实现了整机架的服务器的性能。在目前绝大多数处理器每线程至少消耗40瓦功率的时代，Sun的每一个基于SPARC的CoolThreads处理器，每个线程仅仅消耗2瓦功率。
软件管理节能技术
软件管理节能技术又可以分成几类。
第一类，更改操作系统内核，优化程序执行队列或者根据负载情况动态调整CPU频率。目前该技术主要处于研究状态，还没有进行实际的应用。
主要原理是对CPU的运行状态进行计算，分析任务队列，对不同的任何进行功耗计算，同时建立一些CPU散热器的散热模型，在工作过程中，尽量把功耗高的任务同功耗低的任务进行交叉进行，这样可以保持CPU在稳定的负载下运行，减少热能的散发并提高运行效率。同时，当发现CPU任务队列对功耗需求较低，通过BIOS接口进行CPU功率的动态调整，比如一个服务器系统，CPU为至强3.0GHZ，在CPU任务队列较少的时候，就可以把服务器的CPU从3.0Ghz根据任务需要调整倒一个比较低的频率，这样就可以使CPU的功耗大大降低。
另外一种做法就是软件功率管理，比如IBM和HP都有类似的软件。PowerExecutive 是 IBM 功率管理软件的扩展，允许用户“计量”任何单一物理系统或一组物理系统的实际电力使用数据和趋势数据。由 IBM 研究中心开发的 PowerExecutive 使用了IBM开发的线路监测技术，可以确定实际能耗和系统温度。新 System x 服务器以及 IBM BladeCenter 刀片服务器都采用了 PowerExecutive 软件，通过功率管理来实现对部件耗电的控制。
HP使用惠普(HP)能量智控技术(Thermal Logic)以及HP BladeSystem系统套件，通过功率计算以及优化风道设计能够比相同数量的机架式服务器冷却所需气流降低50%且耗电减少70%,追踪每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电情况。
还有一种电源管理技术，适用于多电源模块系统，例如大型机系统或者刀片服务器系统，一般采用多个电源模块。其原理是根据电源模块的效率特性曲线。对于电源模块效率曲线而言，一般不同的负载会有不同的效率，当然会有最佳效率点，一般情况下在电源在高负荷下运转才能发挥最大效力，所以可以根据系统的功率情况进行电源个数的调整，使每个电源工作在最佳效率点。
例如一个系统中有6颗1kw电源模块，其在最大90%负荷时电源转换效率最高，为85%，而在其负载为40%时其效率为65%。在系统工作的某个时刻，经过监控系统测出实实功耗为2700W，这样就可以关闭3颗电源，实现电源转换效率为85%，而如果不采用任何手段时，其效率仅仅为65%，系统实现节能30%左右，同实减少热量排放降低冷却成本。（本文中数据仅供举例参考）
小结
从上文分析中可以看出，目前整个服务器和机房系统的产业链上都在重视和解决节能问题，服务器系统节能已经是大势所趋。上文介绍的仅仅是解决该问题的部分做法，有些目前正在应用，部分还在研究中。
而从使用应用来看，大的数据中心和计算中心以及其他大型机房对节能技术和机房整体冷却技术需求比较迫切。主要是服务器数目较多并且长期不间断工作，同时冷却压力和在冷却的成本较高。而机房中多应用的是集群系统，在这种情况下，最佳的或者说最方便的电源管理方案是系统动态任务调度技术。即可以根据系统运行情况，在任务量不重的情况下，尽量把任务集中迁移到服务器上，这样同时通过管理软件动态调整和迁移，闲暇的服务器可以自动关闭。当任务请求增加，在根据任务情况动态的向正在运行的系统中添加服务器，来分摊过重的应用。这样可实际操作性较大并且比较开放工作量也相对简单，并可以取得较好的效果。
参考资料： http://www.onlyit.cn/mba_article/at_h/at_h_02953_798.htm
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如果采用多核和多线程架构，处理器的结构就可以更简单，时钟频率也不必太高，从而可以降低处理器的电能消耗。
惠普引领了刀片服务器的绿色潮流
三大绿色技术
惠普新一代绿色刀片系统拥有三大创新技术：洞察管理技术（hp lnsight Control）、热量智控技术（hp Thermal logic）和虚拟连接技术（hp Virtual Connect）所带来的节能和成本优势非常突出。
洞察管理技术，是指用户可通过单一的控制台实现物理和虚拟服务器、存储、网络、电源以及冷却系统的统一和自动化管理，使企业IT管理效率提升高达10倍，管理员设备配比则可以达到1∶200的高效率。
热量智控技术则是一项用于hp BladeSystem c-Class刀片服务器的创新技术战略，提供了嵌入式温度测量与控制能力，支持根据工作负载需求和环境的变化进行温度控制。该技术将刀片服务器机箱分割成网格状，根据不同网格的温度来设定供电与冷却标准以平衡热量。通过热量智控技术，惠普新一代绿色刀片系统不仅比相同数量的机架式服务器冷却所需耗电量减少70%，同时还可以节约出宝贵的机架空间。
而虚拟连接技术，则是指通过I/O虚拟化将电缆数量减少94%，并可一次性完成所有连接，在数分钟内完成服务器的添加、替换或恢复，而这些流程在以往常常需要花费数小时或数天时间才能完成。该技术使企业IT管理的效率大大提升。
绿色优势组件
以上创新技术还体现在一些关键节能组件上，如主动散热（Active Cool）风扇、动态功率节能装置（Dynamic power Saver）等。这些组件一样凸显出惠普新一代绿色刀片系统的绿色优势。
拿主动散热风扇为例，与传统散热风扇相比，其功耗降低达66%，可为数据中心减少50%能耗。该风扇的创新之处在于，它在产生强劲气流的同时比传统型风扇设计耗电量更低，同时还具有高风量（CFM）、高风压、低噪音效果等特点，所达到的效果如：仅用100瓦的电力，便能够冷却16台刀片服务器。
动态功率节能装置则可以实时监测机箱内的电源消耗，并根据需求自动调节电源的供应。利用此装置，当服务器对电源的需求较少时，可以只启动一对供电模块；当对电源需求增加时，可及时启动备用供电模块。通过该动态功率调整模块，每年20个功率为0.075千瓦的机箱约可节省5545美元的能源成本。
刀片服务器凭借着高密度高性能计算、低成本等优势，将成为未来服务器发展的趋势。而惠普新一代绿色刀片系统通过不断的技术创新，更在高密度计算和节能环保上实现新突破，能够进一步帮助企业进行绿色业务科技创新，增强企业绿色竞争力。
“中央空调式”的整体散热技术
IBM是采用类似“中央空调式”的整体散热技术，来帮助整个刀片中心进行降温。IBM刀片中心的散热系统设计，是用两个冗余的风扇对放置在刀片中心的14片刀片进行散热。而且刀片中心的散热系统采用双冗余设计，如同配备了两套酒店的“中央空调”。
IBM刀片中心采用整体散热设计和双冗余的高速风扇配置，保证了机柜散热上的可靠、高效。IBM 设计的这套双冗余的“中央空调”风扇还具有“变频”功能，在平时标准使用的时候，每分钟150立方英尺的散热风量。当它出现温度预警、部件故障时，或者一个风扇彻底坏掉，另外一个风扇会开足马力进行工作，每分钟出风量可以达到325立方英尺的散热空气流动量。如果有人在这个时候站在运行中的IBM刀片中心背面，会发现风量非常大，这个道理和站在酒店中央空调的主出风口一样。因此，双冗余的设计保证了不用担心单个风扇故障引起的服务器性能问题。
在散热系统中还设计了回流的主力器，空气的流动比较顺畅。冷空气从刀片中心前方进入，对热的两个部件CPU进行散热，然后对其次的内存、芯片、硬盘、直至这两个电源的部分，然后由这两个风扇把变热的空气从刀片中抽出来。
刀片服务器机柜环境温度控制技术
APCInfraStruXure以较科学的来解决刀片式服务器功耗和散热的问题：以机柜为单元，针对机柜内服务器设备有效控制IT微环境的温度。通过合理设置冷、热通道、引导冷风均匀地送到每个IT设备的进风处，并将热风有效送到回风处，保证将机柜内的温度控制到适宜服务器工作的温度。在不采用这样解决方案的机柜中，通常只有2KW 的散热能力，而采用之后可以使机柜的散热能力扩大到8KW。
惠普引领了刀片服务器的绿色潮流
三大绿色技术
惠普新一代绿色刀片系统拥有三大创新技术：洞察管理技术（hp lnsight Control）、热量智控技术（hp Thermal logic）和虚拟连接技术（hp Virtual Connect）所带来的节能和成本优势非常突出。
洞察管理技术，是指用户可通过单一的控制台实现物理和虚拟服务器、存储、网络、电源以及冷却系统的统一和自动化管理，使企业IT管理效率提升高达10倍，管理员设备配比则可以达到1∶200的高效率。
热量智控技术则是一项用于hp BladeSystem c-Class刀片服务器的创新技术战略，提供了嵌入式温度测量与控制能力，支持根据工作负载需求和环境的变化进行温度控制。该技术将刀片服务器机箱分割成网格状，根据不同网格的温度来设定供电与冷却标准以平衡热量。通过热量智控技术，惠普新一代绿色刀片系统不仅比相同数量的机架式服务器冷却所需耗电量减少70%，同时还可以节约出宝贵的机架空间。
而虚拟连接技术，则是指通过I/O虚拟化将电缆数量减少94%，并可一次性完成所有连接，在数分钟内完成服务器的添加、替换或恢复，而这些流程在以往常常需要花费数小时或数天时间才能完成。该技术使企业IT管理的效率大大提升。
绿色优势组件
以上创新技术还体现在一些关键节能组件上，如主动散热（Active Cool）风扇、动态功率节能装置（Dynamic power Saver）等。这些组件一样凸显出惠普新一代绿色刀片系统的绿色优势。
拿主动散热风扇为例，与传统散热风扇相比，其功耗降低达66%，可为数据中心减少50%能耗。该风扇的创新之处在于，它在产生强劲气流的同时比传统型风扇设计耗电量更低，同时还具有高风量（CFM）、高风压、低噪音效果等特点，所达到的效果如：仅用100瓦的电力，便能够冷却16台刀片服务器。
动态功率节能装置则可以实时监测机箱内的电源消耗，并根据需求自动调节电源的供应。利用此装置，当服务器对电源的需求较少时，可以只启动一对供电模块；当对电源需求增加时，可及时启动备用供电模块。通过该动态功率调整模块，每年20个功率为0.075千瓦的机箱约可节省5545美元的能源成本。
刀片服务器凭借着高密度高性能计算、低成本等优势，将成为未来服务器发展的趋势。而惠普新一代绿色刀片系统通过不断的技术创新，更在高密度计算和节能环保上实现新突破，能够进一步帮助企业进行绿色业务科技创新，增强企业绿色竞争力。
“中央空调式”的整体散热技术
IBM是采用类似“中央空调式”的整体散热技术，来帮助整个刀片中心进行降温。IBM刀片中心的散热系统设计，是用两个冗余的风扇对放置在刀片中心的14片刀片进行散热。而且刀片中心的散热系统采用双冗余设计，如同配备了两套酒店的“中央空调”。
IBM刀片中心采用整体散热设计和双冗余的高速风扇配置，保证了机柜散热上的可靠、高效。IBM 设计的这套双冗余的“中央空调”风扇还具有“变频”功能，在平时标准使用的时候，每分钟150立方英尺的散热风量。当它出现温度预警、部件故障时，或者一个风扇彻底坏掉，另外一个风扇会开足马力进行工作，每分钟出风量可以达到325立方英尺的散热空气流动量。如果有人在这个时候站在运行中的IBM刀片中心背面，会发现风量非常大，这个道理和站在酒店中央空调的主出风口一样。因此，双冗余的设计保证了不用担心单个风扇故障引起的服务器性能问题。
在散热系统中还设计了回流的主力器，空气的流动比较顺畅。冷空气从刀片中心前方进入，对热的两个部件CPU进行散热，然后对其次的内存、芯片、硬盘、直至这两个电源的部分，然后由这两个风扇把变热的空气从刀片中抽出来。
刀片服务器机柜环境温度控制技术
APCInfraStruXure以较科学的来解决刀片式服务器功耗和散热的问题：以机柜为单元，针对机柜内服务器设备有效控制IT微环境的温度。通过合理设置冷、热通道、引导冷风均匀地送到每个IT设备的进风处，并将热风有效送到回风处，保证将机柜内的温度控制到适宜服务器工作的温度。在不采用这样解决方案的机柜中，通常只有2KW 的散热能力，而采用之后可以使机柜的散热能力扩大到8KW。
参考资料： http://www.yijiawang.com.cn/news/326768.html
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