在過(guò)去幾年里,“綠色IT”幾乎成為了節能硬件的同義詞,這些硬件較之之前幾代類(lèi)似的設備或組件更加高效、節能。例如,這些節能硬件設備在設計時(shí)具備節能模式或配有高級電源管理技術(shù),這樣在設備停機或不工作時(shí)可以消耗少量的能源。還有一個(gè)例子就是更加智能的數據中心冷卻技術(shù),盡管數據中心具有高機架密度,但這一智能冷卻技術(shù)同樣可以減少數據中心的能源消耗。當然,包括服務(wù)器、存儲設備、打印機、筆記本和臺式機等在內的硬件設備目前也都進(jìn)行了改進(jìn),以減少能源的消耗。
盡管,這些硬件設備和組件都逐漸進(jìn)行了低能耗的改進(jìn),但是隨著(zhù)全球信息和通信技術(shù)(ICT)的快速發(fā)展,整個(gè)ICT行業(yè)的電力消耗也將快速增長(cháng),且這種速度要比一般的電力消耗速度更快。據NEIS(Network of Excellence in Internet Science)曾經(jīng)發(fā)布的一份報告顯示,ICT行業(yè)在全球總體電力消耗所占的比例已從2007年的4%增長(cháng)到2012年4.7%。僅計算機這一硬件設備就消耗了全球近5%的能源。
坦白說(shuō),全球范圍內的ICT能源消耗曲線(xiàn)目前還處于起伏不定的狀態(tài)。
軟件在綠色IT中逐漸扮演了一個(gè)非常重要的角色,ICT系統中的軟件主要是用來(lái)操控硬件、給硬件下達啟動(dòng)程序的指令,所以ICT節能的根本在于這些軟件。如果軟件可以使硬件以更少的能源消耗傳遞更出色的性能,那么我們就可以扭轉計算機耗能逐年增長(cháng)的趨勢。
荷蘭的集群綠色軟件(Cluster Green Software)項目就是利用軟件提升硬件節能的一個(gè)實(shí)例,該項目位于荷蘭阿姆斯特丹大都市區域(Amsterdam Metropolitan Area),是一項由各個(gè)區域組織合作的新的科學(xué)技術(shù)項目。參與此項目的組織主要致力于以下兩個(gè)方面:1)利用圖表的方式將那些使用軟件的大型系統的能源消耗情況表現出來(lái),同時(shí)努力尋找減少軟件能源使用的方法;2)針對大型軟件系統開(kāi)發(fā)相應的管理工具,以便用戶(hù)可以有效地管理能源使用情況。同時(shí),該項目的成員組織正在開(kāi)發(fā)一個(gè)工具包,以便用戶(hù)更好地管理數據和計算中心中的能源使用。
集群綠色軟件項目的前提是,確保嵌入在軟件中的效率原則被置于整個(gè)能源鏈最開(kāi)始的部分。軟件僅僅給硬件提供指令是不夠的,最好的方法是軟件的編寫(xiě)首先能夠更加有效地減少硬件的電力消耗。如果軟件是以一種中立的方式開(kāi)發(fā)的,那么它可以運行于不同配置的硬件中,且在這些硬件中的軟件利用效率是相同的。
這個(gè)集群綠色軟件項目中的一個(gè)案例分析顯示,智能、高效的軟件應用可以節省大量的能源,根據實(shí)際情況,能源節省的百分比大概在30%到90%。
該項目的一個(gè)參與者——SIG(軟件改進(jìn)小組,Software Improvement Group)結合其自身的一些研究成果,向企業(yè)提供了一些富有實(shí)踐性的建議,這些企業(yè)也都致力于利用其軟件提高能源使用效率。SIG提供的咨詢(xún)和建議都是基于其準確的測量和科學(xué)的研究上(+本站微信networkworldweixin),SIG幫助企業(yè)找到能源消耗的源頭,并提供改進(jìn)的建議,以幫助企業(yè)優(yōu)化能源的應用。
荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)的應用科學(xué)軟件能源足跡實(shí)驗室(Amsterdam University of Applied Sciences Software Energy Footprint Lab,SEFlab)是SIG的一個(gè)研究合作伙伴,在SEFlab中,來(lái)自SIG的軟件專(zhuān)家、阿姆斯特丹應用科學(xué)專(zhuān)業(yè)的電氣工程師和各行各業(yè)的合伙人共同研究軟件對計算機能源消耗的影響。高度準確的能源消耗測量方法在服務(wù)器中的各種硬件組件中高頻度使用,以對比不同的軟件應用、不同的軟件架構設計和不同源代碼中的能源應用效率。
當然,這些研究和項目實(shí)施的最終目標是讓軟件開(kāi)發(fā)人員設計出具有節能意識的軟件代碼。目前,阿姆斯特丹大學(xué)已在計算機科學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設了一個(gè)碩士研究生學(xué)位,主攻方向是軟件工程和綠色IT。希望未來(lái)在全球范圍內,將會(huì )有更多的大學(xué)開(kāi)設這樣的項目和專(zhuān)業(yè),促進(jìn)下一代軟件工程的發(fā)展,減少全球ICT的能源消耗。
以下是由SIG提供的十條綠色軟件的最佳實(shí)踐:
1. 虛擬化——虛擬化系統中的所有組件,以共享硬件基礎設施;
2. 測量——恰當地部署測量基礎設施以確定運營(yíng)中的能源KPI;
3. 更新硬件——替換掉原來(lái)舊的硬件設施,使用那些新的、高性能且低功耗的硬件;
4. 考慮可用性——嘗試優(yōu)化可用性需求,以免出現利用不足的情況;
5. 優(yōu)化性能——優(yōu)化系統性能以降低高工作負載情況下的容量需求;
6. 使用能源設置——采用硬件和虛擬層提供的節能設置;
7. 試驗——敢于去嘗試不同的設計和配置;
8. 限制過(guò)量擴大——根據實(shí)際需求(而不是預設的未來(lái)需求)擴大系統;
9. 禁用環(huán)境——即時(shí)(而不是持續地)激活測試和容錯環(huán)境;
10. 匹配工作負載——清楚地了解你的工作負載,并動(dòng)態(tài)地擴展系統以匹配工作負載。