主流刀片PK能耗 戴尔M1000e优势胜出

找到最合适的“尺子”

    在SPEC power_ssj2008能耗基准测试中，戴尔、惠普、IBM刀片服务器功耗谁更低？在众服务器厂商共同的低能耗追求中，戴尔刀片又缘何脱颖而出？

    我们有理由相信，随着能源问题的日趋严峻，“节能”会成为服务器设计中最为亘古不变的话题，否则，我们不会看芯片制造商、服务器提供商们都在不遗余力的追求产品的低功耗。而对于客户来说，节能=节省费用，就像在最近的一次测试中，一台全配置的戴尔M1000e机箱，在5年期内节省的能源足够一个家庭一年之用，那么10台、100台、1000台？不难想象，在拥有多台服务器的数据中心，采用更加节能的服务器，节省的费用将会多么的可观。

    虽然每个服务器提供商都在宣称自家产品的低功耗，但之前并未有过类似的测试：同样的配置、同样的硬件配置、同样的BIOS设定、同样的操作系统设置、同样的测试标准——只有在完全相同的环境之下，横向的比较才有意义。近日，位于美国奥斯汀的戴尔工程师团队对目前市场最为畅销的三家刀片服务器进行了测试，包括戴尔的M1000e、惠普BladeSystem C7000和IBM BladeCenter H。

    测试标准采用SPEC组织发布的能耗/性能测试标准SPEC power_ssj2008，测试结果表明，在服务器100%利用率、闲置状态、以及在SPEC power_ssj2008的各个测试负载段的能耗，戴尔M1000e机箱都要明显低于竞争对手。对于这样“一边倒”的测试结果，难免让人产生不少疑问，为何要选用这三款刀片进行对比？测试标准是否公允？戴尔M1000e又是如何在能耗测试中表现出如此优势？为此，戴尔公司通过远程连线戴尔企业产品事业部产品高级顾问Robert Bradfield，解读了这些问题的答案。

    找到最合适的“尺子”

    本次测试涉及三款刀片服务器：戴尔M1000e、惠普BladeSystem C7000和IBM BladeCenter H，对于为何选用这三款刀片服务器，Bradfield表示“这是目前市场上销量最大、最为主流的三款刀片服务器，并且具有类似的架构”，选用主流刀片，对于客户才具备参考意义。

参加测试的Dell、HP、IBM三款刀片服务器配置对比

    上面的图标列出了参加测试的三款刀片的配置情况，可以看到，三款刀片采用了相同的配置：每个刀片配置两颗英特尔至强X5670、6条4GB DDR-1333内存、2块15000转73GB硬盘（均为2.5英寸）、采用同样的操作系统Windows Server 2008 ENT R2以及同样的Java环境。需要注意的是，三款刀片机箱所能配置的最大刀片数量不同，戴尔M1000e配置了16片半高M610、惠普C7000配置了16片半高BL460c，而IBM H配置了14片全高HS22刀片。

    为了让测试更加公允，在配置相同的前提下，戴尔对三款刀片机箱的制冷、电源和BIOS等都采用了相同的设定。

    机箱设定：在刀片机箱的设定上，三款产品均选择AC冗余（AC Redundancy），并将类似动态电源启用(Dynamic Power Supply Engagement)的功能设置为默认状态。戴尔M1000e的电源冗余模式默认为AC冗余，动态电源启用模式默认是关闭的。惠普C7000机箱选择AC冗余，并将其动态电源选项（Dynamic Power）保持默认的启用状态。IBM BladeCenter H机箱将电源管理模式从“Basic”改为“Redundant Power Management”，来匹配戴尔和惠普机箱的冗余选项。

    BIOS设定：不同制造商的BIOS是有所区别的，但戴尔在三款刀片BIOS中采用了相似的策略：关闭所有刀片的Turbo Mode；关闭所有处理器预取选项，这个选项通常会增进基于Java测试的性能，比如SPECpower_ssj2008。

    操作系统设定：为增加Java性能，在操作系统的本地安全策略中Lock Pages in Memory中添加管理员权限，启用large pages。调整PS的电源管理模式，将默认的“Balanced”改为节电模式，在1分钟后关闭硬盘。因为IBM BladeCenter HS22没有类似于Dell Active Power Controller和HP Dynamic Power Saver这样的BIOS电源管理功能，所以戴尔按照之前IBM在SPECpower测试中的设置方法，将HS22节电方案中的minimum processor state设置为5%到0%，maximum processor state设置为75%到100%。

    测试手段采用SPEC power_ssj2008，这是首个计算服务器功耗和性能特性的工业标准。参与发起SPECpower的厂商包括Intel、AMD、Dell、富士通－西门子、HP、IBM和Sun等等，几乎囊括所有x86服务器提供商。SPECpower是一个基于JAVA的测试，它测试的是服务器负载从0%~100%，以10%为量级，共11个状态下的性能和功耗，然后用性能除以功耗，得出最终结果。其单位是overall ssj_ops/watt，即平均ssj每秒性能/每瓦，反映的是服务器的性能功耗比。

    SPECpower是一个基于Java商业应用的测试，而刀片服务器的应用并不仅限于Java，还会进行很多诸如数据库、科学计算、动漫渲染等应用。那么仅仅看SPECpower的测试结果，是否具有普遍性？当记者问及这个问题，Bradfield表示，SPECpower是目前可以找到的唯一能耗测试标准，也是最为公平的。的确，我们都希望能够找到最为标准、最为精确的“尺子”，但以目前的测试手段来看，SPECpower虽然并不完善，但无疑也是最受广泛认可的一个。

戴尔M1000e的明显能耗优势

戴尔M1000e的明显能耗优势

    下面来看看测试结果。测试的三款刀片都采用了满配状态，将 Dell M1000e机箱满配置16台M610刀片服务器；HP C7000满配置16台BL460C G6 刀片服务器；IBM BladeCenter H满配置14台HS22刀片服务器。由于设计上的差异，IBM的产品比戴尔和惠普的少两个刀片。

100%工作负载条件下的平均机箱功耗（功耗越低越好），可以看到虽然IBM要少两个刀片，但满载功耗还是要高于戴尔

闲置状态下的平均机箱功耗（功耗越低越好），可以看到戴尔产品的明显优势

从0%~100%各负载段的平均功耗（功耗越低越好），可以看到各个功耗段戴尔M1000e都要低于惠普和IBM的产品

单个刀片在0%~100%各负载段的平均功耗（功耗越低越好），可以看到各个功耗段戴尔单个刀片的功耗都是最低的

单位功耗性能比较，即性能功耗比（分数越高越好），可以看到在0%~100%各负载段戴尔刀片服务器都要超过惠普的IBM的产品

    以下是戴尔所公布的一些测试数字：

　　·在均为满配置的情况下，Dell M1000e机箱的单位功耗性能比HP C7000高15%，比IBM BladeCenter H高22%。

　　·在两种方案均为满配置时，尽管戴尔方案比IBM方案多出两台刀片服务器，但是Dell M1000e机箱与服务器的闲置功耗比IBM BladeCenter H机箱低63.6%。

　　·在CPU利用率的中段（40–60%），Dell M1000e机箱每台服务器的功耗比HP C7000低 13–17%。同样，16台Dell PowerEdge M610 刀片服务器与满配置14 台 HS22刀片服务器的IBM BladeCenter H机箱相比功耗低19-20%。

　　·在两种方案均为满配置时，Dell M1000e的闲置功耗比HP C7000低 24%，在 CPU利用率达到100%时Dell M1000e的功耗比HP C7000低 13%。

戴尔刀片：专为节能而设计

戴尔刀片服务器：专为节能而设计

    戴尔M1000e机箱+M610刀片服务器的组合在SPEC power_ssj2008取得了最好的成绩，无论是在满载、还是闲置，乃至各种负载状态，相对两个竞争对手都具有明显优势。戴尔企业产品事业部产品高级顾问Robert Bradfield谈到，戴尔刀片服务器取得这样的好成绩，戴尔的节能设计起到了关键作用。

    戴尔M1000e刀片机箱采用了只能节能技术设计，在风扇、电源等部件采用了独特的技术。Bradfield谈到，在机箱和风扇设计上，M1000e采用了低阻抗设计，系统组件恰当放置，这样减小了刀片和机箱中的气流阻塞，让气流更加通畅；在风扇设计上，M1000e尽力将风扇速度降到最低，这样可以提高排气温度，从而降低能耗的浪费。

戴尔M1000e刀片服务器

    Bradfield提到了M1000e设计上的两个细节：M1000e每个风扇的扇叶都在重量上保持最佳的均衡，这样的设计可以让风扇转动更稳定，可以更加节能；由于M1000e采用“前进后出”的散热方式，故而将温度敏感的元器件安置在机箱前部，对温度敏感的放在机箱后部，这样就提高了元器件的使用寿命。

    戴尔的另一个节能秘技就是采用了高能效的电源设计。M1000e采用了6个支持热插拔、白金级别的2700W电源，转化效率可以达到94%，这是业内最高的转化水平。M1000e所带有的动态电源调用功能，可以自动为给定配置调用最小数量电源，从而最大限度提高电源的效率。此外，戴尔的每个M1000e机箱均提供有内建的电源监控功能，可以帮助用户随时掌握能耗情况。

    在机箱、风扇、电源等方面具备多项独特的节能设计，让M1000e在能耗测试中脱颖而出就不足为奇了。

    回到本文段首所提到的，对于客户而言，这些测试数字、以及戴尔M1000e所具备的这些节能功能都可能显得有些抽象，我们使用以下场景为例进行示范：假设一名客户要用160台PowerEdge M610刀片服务器部署10台满配置的Dell M1000e机箱，与HP的160台刀片服务器解决方案以及IBM的140台刀片服务器相对抗，在使用该解决方案五年的时间里，与惠普类似的解决方案相比预计将可以节约高达60,902.80美元，与IBM类似的解决方案相比则预计可节省高达20,391.40美元。

     低能耗=低成本，戴尔M1000e刀片服务器，为那些注重环保、希望减少运营成本以及数据中心环境影响的IT经理提供了一个理想的平台。