在2007年,当几家IT巨头联合订立80Plus规范的时候,我们还在琢磨为什么实验室新购置的电源功耗测试仪器上会有一个琢磨不透的功率因数指标,也正是好奇,计算机世界实验室的一位工程师迷上了开关电源,知道了原来在看似简单的开关电源上竟然有着如此大的学问。
我们翻出实验室早期的台式PC机,虽然只是7年前的台式PC机,但是今天看来它已经如此的古董,它安装的开关电源也足够古董,功率因数只有60%; 可是即便是今天最新的台式PC机,随便测测电源功耗,功率因数低于70%的还大有“机”在,从PⅢ到今天的4核处理器,开关电源的功率增加了3倍,可是消耗的电能竟然也增加了3倍,丝毫没有进步。
功率因数究竟是什么,它能对功耗起到什么影响呢?简单说,它是衡量一个开关电源电能转换效率的指标,功率因数越低,在从220V交流转换成计算机用12V和5V电源输出的时候损失的就越多,它们以温度升高等途径被浪费掉了;而功率因数越高,转换过程中浪费的就越少,目前业界流行的高效率电源组织名称为80Plus,它代表着高效电源,当然,超过90%效率的开关电源也有不少,只是造价昂贵,使用的范围也极小。
既然电源的优劣就能影响整个台式PC机的功耗,为什么大家到现在仍然普遍不关心这个问题呢?其实很简单,你没有细细算账:一台早期的单核P4台式PC机,持续功耗在180W上下,如果一天24小时开机,那么一个月消耗的电力就将达到130kW/h;就算是8小时工作制,一个月20天工作时间,那么一个月也将消耗29kW/h的电力。这是非常可怕的一个数字,要知道一台冰箱月耗电也不过20度,而一台台式PC功耗竟然远远超过这个数字,其中还有40%左右的电能是白白消耗的。这样严峻的现实让我在家用台式PC机的使用上都做出了让步,更不用说长期开机的商用台式PC机了。
令人欣喜的是,我们看到以HP、Dell等国际大厂牵头,已经有大批量的台式PC机通过80Plus认证,加上新一代酷睿2平台等的协助,商用台式PC机的功耗已经能在100W以内了。电,其实是可以省出来的。
开关电源固然能省电,可是对于IDC这样的数据中心而言,电力供应绝对是一个大问题,很多IDC现在都倡导一个机架只给2kW电力的设计,逼迫用户在上多台服务器和降低整体功耗上想办法。曾经一个42U机架上排满42台1U服务器的情形不可能再现了。一个机架上动辄数十颗处理器,一颗功耗80W……什么时候一台服务器的功耗能降到200W呢?办法总会有的,我们是不是也能在保持强劲计算性能的基础上降低能耗呢?
计算机世界实验室也在服务器平台上展开了一系列的功耗对比测试,用标准版Xeon、低电压版Xeon等分别测试功耗,来看看服务器上的电究竟被谁用了,能不能省下来。
当然,结果非常惊人,更换低电压处理器最多可以减少50%的电力消耗,虽然受时间的限制,性能的差异还在测试中,但是从整体来看,处理器节能对于服务器而言,是一个行之有效的办法。