2008-07-02 15:33 文章来源：网界网

三昧真火熔炼HPC

作者：网界网鲁媛媛祁金华

“再绿色一点、再小巧一些……”新的改变让原本曲高和寡的HPC (高性能计算机) 再度被更多的IT用户们津津乐道起来。

一口气吞掉三峡电站一整年的发电总量，谁能有这么大的胃口？

节能：变成绿巨人有多难？

据工业和信息化部相关数据显示，2007年我国电子信息产品的总耗电估算为300～500亿度，相当于三峡电站一年的发电总量，其中高性能计算中心、服务器和数据中心的耗电量占有重要部分。目前，一个每秒运行10万亿次的超级计算中心每年所需电费近400万元，数据中心的电力消耗正在以每年15%～20%的速度增长。可以预见，能耗必然将成为未来千万次计算机研究开发中所背负的最为沉重的负担。

去年，负责2008年奥运会期间主要气象数值预报服务的北京市气象信息中心主任刘旭林就曾出示过一份该信息中心HPC系统运行用电情况的报告。报告显示，空载情况下，HPC设备加上照明、制冷、安防等设备的耗电量达到了327千瓦。满载情况下则可达到415千瓦，折合成电费每年大约需要300万元。

据刘旭林回忆，当时他拿着这笔预算去找领导批示的时候，对方立刻就急红了眼。但迫于那时北京市气象部门已经向奥组委立下了“军令状”，保证要为2008年奥运会提供以平方公里为单位的实时数值天气预报，中心也专门花费4000万元添置了一套计算能力达到9.8万亿次/秒的IBM HPC系统，所以后来相关负责人写报告，组织各方讨论，并最终将问题进行了协调解决。

目前，北京气象部门已经为迎接奥运做好了准备，但对于未来数据中心有可能面临的再次扩容，刘旭林却表示甚至不敢去想。

然而，就是这样的一个数据中心，比起主要负责地球物理勘探业务的东方地球物理公司(BGP) 来说，还是小巫见大巫了。据该公司总工程师赖能和介绍，从2002年到2007年，BGP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，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。

如果未来再增加10000个CPU，考虑到空间、照明、人员等环境因素和制冷设备冗余，光是大功率的专业空调就需要新增22台。如果将来增加到2万～2.5万个CPU，加上机房制冷空调、UPS等设备的能耗，那时的电费真可谓是一个“天文数字”了。

目前，许多大型的数据中心都开始为能耗的问题而苦恼。据了解，由于电费支出已经成为Google公司财务支出中最大的一笔，Google不得不跑到俄勒冈州的河边秘密建造下一代数据中心，因为那里的电费是全美国最便宜的。而国内的腾讯公司也开始在四川某地兴建自己的电站，但即便如此，许多大型数据中心还是必须要面临地球能源日益匮乏的威胁及废气排放所遭受的社会舆论谴责。

为了应对全球能源危机，国际能源组织和欧盟已相继制定了计划，要求在2010年以前将所有产品的待机能耗降到1W以下，日本和澳大利亚等国也做出了相应的规定。而目前我国计算机等设备仅有10.5%能够达到欧盟标准的要求。

5月9日，中国高性能计算机标准工作委员会第三次工作会议暨中国高性能计算机节能标准推动会议在上海召开，并成立了“高性能计算机节能评测实验室”。同时，为了促进节能标准的产业化进程，“中国高性能计算机产业联盟”也正在紧张筹建当中。

据该委员会秘书长曾宇表示，他们于今年初就成立了高性能计算机节能标准项目组，由会员单位上海澜起科技有限公司发起组建。其公司研制成功的新型AMB芯片，用于FBD内存，可以实现节能30%～50%的效果。

但是，清华大学计算机系主任助理陈文光也表示，与普通的数据中心不同，HPC节能降耗应该是一项系统工程。“普通的数据中心可以通过降低电压、动态平衡负荷的方式来降低CPU能耗。但是高性能计算机因为负担的数据量太大，CPU的状态可以说就是在零和百分之百之间转换。” 在陈文光看来，HPC在CPU层面、操作系统层面、应用软件层面、机房制冷层面都应该具有节能降耗的解决方案，而且这些解决方案必须相互间有所关联和互动，才能保证整体节能降耗的效率和效果。