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服务器能效评价技术现状

　　服务器系统的发展离不开基准程序测试。按照应用类型，基准测试程序可分为科学计算、商业应用、信息服务等。按照测试关注的对象，包括宏观基准测试程序和微观基准测试程序两类。宏观基准测试程序测量服务器系统的总体性能，如NPB包括5个核心程序和3个CFD应用程序，用来测试大规模计算机系统性能；

　　PARKBENCH基于Fortran90和HPF来测试共享或分布共享计算机结构的性能；PMB是由Pallas研究开发的一套综合的MPI基准测试程序集；PmaC是一套测试大规模计算机系统基本性能的正交基准测试程序集；

　　HPCC综合考虑了计算、访存、通信与输入输出性能指标，试图取代传统的LinpackBenchmark成为TOP500排序的依据。微观基准程序测量服务器系统某个特定方面的性能，如CPU速度、存储器速度、I/O速度、操作系统性能和网络性能等，如Linpack侧重于系统浮点峰值运算能力的测试。目前已提出和正在使用的基准程序组已超过100多个。

服务器能效评价标准及技术评价方式

·SPECpower_ssj2008

　　国际标准性能评估机构(SPEC)发布了SPECpower_ssj2008,这是业界第一项用于评测系统级别服务器的与运算性能相关的功耗基准测试工具，其测试模型如下图1所示。SPEC设计的SPECpower_ssj2008不仅可以作为一项指标来比较不同服务器之间能耗和性能，还可作为提高服务器效率的工具集来使用。SPECpower_ssj2008可以评估服务器系统在10%负载的待机模式到100%满负载状况下的功耗数据，测试的负载为典型的服务器端的JAVA商业应用程序。负载可扩展，多线程，可以在不同的操作环境间移植。

　　运行在SUT(SystemUnderTest)上的负载SSJ(ServerSideJava)是一个模拟标准三层客户-服务器架构的java实现。SSJ包含JVMInstance和JVMDirector,JVMInstance包含三层：Threads(tier1)，BusinessLogic(tier2)和Warehouses(tier3)。JVMDirector和实际负载同时运行，它的主要作用是控制负载上的JVM实例;与CCS通信，接受和分发来自CCS的命令;收集负载数据并向CCS报告。

·GreenTop500

　　2007年11月，在美国内华达州里诺市举行的超级计算2007大会上，美国弗吉尼亚工学院首次发布了“绿色500(Green500)”超级计算机排行榜，对全球能效最高的超级计算机进行了排名，以作为TOP500排行榜的补充。Green500榜单中所有的系统都以MFLOPS/Watt(百万次浮点运算/瓦特)来统计其性能功耗比。MFLOPS数值来自TOP500榜单中所上报的Linpack基准测试性能,Watt值来自系统运行Linpack基准时的测量功率，或者是基于系统规格估算出的最大功率，单节点能耗基于功率表、电压计、电流计测得，用多个节点的功耗求平均，再乘所有计算节点个数，得到系统总能耗。

　　在第31次Top500排行榜名列第一的Roadrunner,以437.43MFLOPS/watt能效成绩排名Green500第三，另外两台系统都是IBM基于Cell处理器的QS22超级计算机，能效值分别为488.14MFLOPS/watt、488.14MFLOPS/watt。

·GreenGrid

　　2007年成立的行业协会GreenGrid开发了测量数据中心效率和生产力的标准，如图2所示。指标PUE(PowerUsageEffectiveness，电力使用效率)=总设施耗电量与IT设备耗电量之比。应当小于2，越接近1越好;指标DCiE(DataCenterinfrastructure，数据中心基础设施效率)=IT设备耗电量x100与总设施耗电量之比，数字越大越好。

　　这两项指标被用于将数据中心消耗在供电和冷却上的电量与数据中心的IT设备使用的电量进行比较。GreenGrid最终希望为数据中心拿出一个类似于汽车每加伦英里数的指标，不过，采集能耗数据以及应用这两项指标，使其可被应用于不同机构的数据中心效率上，仍有很多工作要做。

中国服务器能效评价标准展望

　　如何衡量服务器系统的能效?一方面服务器的能效囊括CPU、内存、外围芯片组、电源、硬盘等诸多部件能耗的状况，我们需要开发新的度量准则(metrics)和benchmarks来测量和预测服务器系统及部件级能效特征，这种基准测试往往基于压力测试，评价服务器及其组件的极限能效性能。

　　另一方面，我们也必须看到服务器的能效和应用的能效需求密不可分，应用在影响服务器系统性能的高低、规模的大小的同时，也在影响系统整体能效的输出状态，所以高性能计算机的能效评价我们必须考虑到应用的因素，应用的多样性和新技术的涌现，导致了大规模计算机系统实现形式的多样性，能效评价应能适应这些新的变化，并能关注到系统的占地面积、维护成本、可靠性、可用性、好用性、总体拥有成本、可编程性、可移植性等各影响因素的层次关系，最终目标应是实现以应用效率为导向的服务器能效评价体系，而非单一的功耗度量准则。[返回频道首页]