DB32-T 2617-2014刀片服務(wù)器能效標(biāo)準(zhǔn)及節(jié)能評價-（高清現(xiàn)行）

1、ICS 31.220L63備案號：41334-2014DB32江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)DB 32/ T 26172014刀片服務(wù)器能效標(biāo)準(zhǔn)及節(jié)能評價Standard and Evaluation of Blade Server Energy Efficiency2014 - 01 - 10 發(fā)布2014 - 02 - 10 實(shí)施江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā) 布DB32/ T 26172014 PAGE * ROMAN II目次前言III范圍1規(guī)范性引用文件1術(shù)語和定義1技術(shù)要求2產(chǎn)品分類2功耗及能效要求3電源效率及功率因數(shù)要求3節(jié)能管理4節(jié)能等級要求4測試與計(jì)算方法4測試設(shè)備與測試環(huán)境要求4功耗及能效測試要求

2、5電源模塊效率及功率因數(shù)測試要求7節(jié)能管理指標(biāo)的測試方法8附錄 A（資料性附錄） 軟件和硬件需求9前言本標(biāo)準(zhǔn)為推薦性標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)服務(wù)器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、能源之星等節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行起草。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A為資料性附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由國家信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心提出。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：國家信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院、質(zhì)檢總局信息中心、華為技術(shù)有限公司、蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司、中國電信江蘇分公司、美國UL公司、蘇州智電科技有限公司、江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院、英特爾(中國)有限公司等。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：左向中、水利民、王江濤、劉毓、鄧治高、張興海、朱永光、蘭文科、方軍、戎強(qiáng)、林仕雄、

3、吳超、朱斌、林婷、陳學(xué)峰、謝丹、徐偉、吳智偉、向陽、高黎明、房磊、龔海峰等。本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。DB32/ T 26172014 PAGE 9刀片服務(wù)器能效標(biāo)準(zhǔn)及節(jié)能評價范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)據(jù)中心刀片服務(wù)器的能源消耗（以下簡稱能耗）限額的術(shù)語和定義、節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求、計(jì)算方法、和節(jié)能管理與措施。本標(biāo)準(zhǔn)適用于 IDC 數(shù)據(jù)中心正常工作下的刀片式服務(wù)器（以下簡稱刀片服務(wù)器）。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于機(jī)架服務(wù)器或塔式服務(wù)器等設(shè)備。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于存儲設(shè)備、存儲服務(wù)器類產(chǎn)品。規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本文件的引用成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款，凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本

4、標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 12723單位產(chǎn)品能源消耗限額編制通則GB/T 2589 綜合能耗計(jì)算通則GB/T 15316 節(jié)能監(jiān)測技術(shù)通則術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1數(shù)據(jù)中心 Data Center數(shù)據(jù)中心是根據(jù)特定工藝設(shè)計(jì)的場地內(nèi)安置生產(chǎn)系統(tǒng)的信息技術(shù)（IT）關(guān)鍵設(shè)備，并配備相關(guān)的輔助生產(chǎn)系統(tǒng)IT基礎(chǔ)設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的集中計(jì)算、處理、存儲、傳輸、交換、管理等功能。3.2刀片服務(wù)器 Blade Server刀片服務(wù)器，即刀片式服務(wù)器，是指在機(jī)架式機(jī)箱內(nèi)可插裝多個卡式的服

5、務(wù)器單元，是一種實(shí)現(xiàn)高密度、高可用、集中供電、集中散熱、集中管理的服務(wù)器單元，為特定應(yīng)用行業(yè)和高密度計(jì)算環(huán)境設(shè)計(jì)。刀片服務(wù)器形態(tài)如同“刀片”，每一塊“刀片”都是一臺獨(dú)立服務(wù)器。刀片服務(wù)器區(qū)別于機(jī)架服務(wù)器，整臺刀片服務(wù)器通常帶有集中管理單元、集中交換單元。3.3服務(wù)器路數(shù) The Number of Processor Socket服務(wù)器中獨(dú)立處理的CPU插槽個數(shù)，本標(biāo)準(zhǔn)中提到的“一路、兩路、四路”分別是指“1個、2個、4 個獨(dú)立的處理器”。3.4基準(zhǔn)配置 Base Configuration服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)最低配置，包括最低數(shù)量的服務(wù)器板（配置：兩個處理器、2GB內(nèi)存、1個硬盤、1個千兆網(wǎng)口）、最低

6、數(shù)量的電源模塊、1個管理板、1個交換板、滿足散熱的最低數(shù)量風(fēng)扇，其他部件不作要求。電源效率 Power Efficiency用于評價服務(wù)器電源轉(zhuǎn)換效率的指標(biāo)，是服務(wù)器電源輸出功率和輸入功率的比值，在評測電源轉(zhuǎn)換效率時，電源模塊自帶風(fēng)扇可以采用外部供電。功耗封頂 Power Capping通過預(yù)先設(shè)置的功耗上限值來約束服務(wù)器的運(yùn)行功耗，服務(wù)器實(shí)際運(yùn)行功耗不能持續(xù)超過該限定值，限定時間通常為23秒，以確保數(shù)據(jù)中心的供電安全，這個技術(shù)就叫功耗封頂。功耗封頂技術(shù)通常是在機(jī)房或某些機(jī)柜供電帶載壓力較大的場景下使用，為確保供電安全采取的限制措施。錯峰上電 Staggering Peak為避免多個刀片服務(wù)器

7、單板同時上電導(dǎo)致母線瞬間電流過大，可能超過機(jī)柜或者機(jī)房的供電能力導(dǎo)致配電空開跳閘，從而采取刀片分批、分組上電，以避免形成用電高峰，該技術(shù)稱為錯峰上電。動態(tài)節(jié)能 Dynamic Power Saving服務(wù)器帶外系統(tǒng)按服務(wù)器當(dāng)前的業(yè)務(wù)負(fù)載情況，動態(tài)調(diào)整處理器的運(yùn)行狀態(tài)，使處理器在滿足業(yè)務(wù)處理需求的前提下消耗盡可能低電量，該技術(shù)叫作動態(tài)節(jié)能。動態(tài)節(jié)能技術(shù)是為了降低處理器或其他部件的無用功損耗，提高服務(wù)器設(shè)備的性能功耗比，達(dá)到耗用盡可能少的資源來處理盡可能多的業(yè)務(wù)運(yùn)算需求。技術(shù)要求IT設(shè)備能耗的概念是指，系統(tǒng)對能源的消耗量，對服務(wù)器來說，通常以用電量來衡量。設(shè)備的能耗包括靜態(tài)能耗和動態(tài)能耗兩方面。靜

8、態(tài)能耗是指設(shè)備工作在待機(jī)狀態(tài)，即設(shè)備不進(jìn)行任何業(yè)務(wù)相關(guān)的操作和處理。主要模塊的壓力降為最低狀態(tài)的能耗。動態(tài)能耗是指，系統(tǒng)在提供主要的功能和處理相關(guān)業(yè)務(wù)的情況下，設(shè)備所消耗的能源。性能指服務(wù)器處理某種業(yè)務(wù)的能力，業(yè)務(wù)不同，其表現(xiàn)的性能值也不一樣。為了橫向比較，各種應(yīng)用領(lǐng)域的基準(zhǔn)對性能定義了不同的基準(zhǔn)。產(chǎn)品分類刀片服務(wù)器產(chǎn)品的分類按照表1的規(guī)定進(jìn)行。表1 產(chǎn)品分類產(chǎn)品范圍配置說明刀片服務(wù)器的每個計(jì)算節(jié)點(diǎn)A 類產(chǎn)品多處理器插槽標(biāo)配B 類產(chǎn)品單處理器插槽標(biāo)配功耗及能效要求服務(wù)器功耗并不是一成不變，各個模塊的功耗會隨著資源占用率上升而升高，服務(wù)器功耗與業(yè)務(wù)壓力成正比。目前，服務(wù)器業(yè)界通用的性能功耗比（即

9、能效）的測試基準(zhǔn)是：SPECpower，關(guān)鍵指標(biāo)是PPW（Performance per Watt），即每瓦性能值。刀片服務(wù)器功耗及能效指標(biāo)要求如表2：表2 功耗及能效指標(biāo)要求能效指標(biāo)配置類型產(chǎn)品分類能效值分?jǐn)?shù)標(biāo)準(zhǔn)4分12分20分每節(jié)點(diǎn)空載功耗 P1服務(wù)器滿配刀片節(jié)點(diǎn)，每節(jié)點(diǎn)滿配處理器，每通道一根內(nèi)存條，標(biāo)配管理板、交換版、電源、風(fēng)扇等部件。B類產(chǎn)品P1(瓦)P16040P160P1140100P1140P111085P2110P2240190P2240P2190SPECPower 能效分?jǐn)?shù)P3所有產(chǎn)品P3(分)P34000電源效率及功率因數(shù)要求刀片服務(wù)器的電源模塊要求滿足下面表3要求，包括電

10、源模塊的轉(zhuǎn)換效率和功率因數(shù)（Power Factor）。測試電源的供電電壓為220V，滿足節(jié)能要求的刀片服務(wù)器，電源模塊轉(zhuǎn)換效率要求滿足上述表格的三級及以上，功率因數(shù)值滿足相應(yīng)要求。表3 電源效率及功率因數(shù)要求等級不同負(fù)載率下的電源效率不同負(fù)載率下的功率因數(shù)分?jǐn)?shù)10%20%50%100%10%20%50%100%五級81%85%81%0 .904四級85%89%85%0 .9010三級88%92%88%0 .9012二級90%94%91%0 .9514一級90%94%96%91%0 .9516節(jié)能管理表4 節(jié)能管理節(jié)能管理指標(biāo)是否BIOS提供動態(tài)節(jié)能技術(shù)40支持CPU動態(tài)調(diào)頻調(diào)壓技術(shù)40提供功

11、耗封頂技術(shù)40提供環(huán)保節(jié)能認(rèn)證證書40提供能源之星節(jié)能證書40支持刀片錯峰上電功能40節(jié)能等級要求刀片服務(wù)器的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)按綜合分?jǐn)?shù)排名，如表4所示，一級到三級為節(jié)能服務(wù)器，三級以下為非節(jié)能產(chǎn)品：表5 節(jié)能等級等級五級四級三級二級一級分?jǐn)?shù)4040596079808990100測試與計(jì)算方法測試設(shè)備與測試環(huán)境要求交流電源要求交流電源電壓為（2202.2）V，頻率為（500.5）Hz；且交流電源能夠提供的最大功率不低于3 倍的測試功率。穩(wěn)壓電源的電壓畸變率不得大于2，測試電壓的波峰系數(shù)應(yīng)當(dāng)介于其有效值的1.34和1.49倍之間。測試儀表要求應(yīng)使用經(jīng)過校準(zhǔn)并滿足下列要求的電壓表、電流表和功率計(jì)，精度要求

12、如下：功率計(jì)精度不應(yīng)低于 0.5 級；電壓表精度不應(yīng)低于 0.5 級，量程 250V；電流表精度不應(yīng)低于 0.5 級；測試環(huán)境要求測試環(huán)境溫度應(yīng)保持在2025攝氏度范圍內(nèi)，相對濕度為2585，大氣壓力為86kPa106kPa， 測試中靠近樣品出的空氣流動速度應(yīng)不大于0.5m/s，不應(yīng)采用外部的風(fēng)扇、空調(diào)或者散熱器來降低待測樣品的溫度。測試中，樣品應(yīng)置于非導(dǎo)熱材料上。被測服務(wù)器要求被測服務(wù)器每個刀片應(yīng)至少提供一個以太網(wǎng)端口，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)必須處于活動狀態(tài)，具有收發(fā)包能力， 用于連接控制端服務(wù)器。刀片服務(wù)器可以自帶交換機(jī)單板，也可以用外部交換機(jī)，外用交換機(jī)的用電損耗不算在服務(wù)器功耗范圍內(nèi)。功耗及能效測試

13、要求按照測試要求的配置部署被測刀片服務(wù)器，要求所使用的設(shè)備功能正常，性能良好，可以正常運(yùn)行， 無使用缺陷。產(chǎn)品需要是生產(chǎn)廠家正式發(fā)布的產(chǎn)品，可以提供產(chǎn)品相關(guān)的手冊、指導(dǎo)等材料。服務(wù)器安裝產(chǎn)品支持的操作系統(tǒng)，按下圖圖1組網(wǎng)，按下列步驟AD執(zhí)行操作，重復(fù)三遍，分別記錄服務(wù)器功率值，三次結(jié)果取算術(shù)平均值，作為被測刀片服務(wù)器的“每節(jié)點(diǎn)空載功耗 P1”指標(biāo)。注：SUT：System Under Test 被測系統(tǒng)圖1 測試組網(wǎng)A、刀片服務(wù)器接入測試回路中，服務(wù)器從穩(wěn)壓電源取電；B、開啟服務(wù)器，上電過程無告警或系統(tǒng)報(bào)錯，正常進(jìn)入操作系統(tǒng)； C、進(jìn)入操作系統(tǒng)后，穩(wěn)定20min，讀取功率計(jì)的功耗值；D、從操作

14、系統(tǒng)下正常關(guān)閉服務(wù)器。SPECPower_ssj2008基準(zhǔn)的能效計(jì)算公式：能效P3（所有性能值之和） / （所有功耗值之和），是按照CPU和內(nèi)存的壓力從100滿負(fù)荷狀態(tài)，到0的idle狀態(tài)，步長10依次遞減，測試結(jié)果是能效分?jǐn)?shù)值，分解開包括11項(xiàng)性能值和11項(xiàng)功耗值。采用SPECPower能效測試分?jǐn)?shù)作為刀片服務(wù)器能效衡量標(biāo)準(zhǔn)。組網(wǎng)圖如圖2所示：注：CCS：Control and Collect System 控制采集系統(tǒng)圖2 測試組網(wǎng)圖該組網(wǎng)包括被測服務(wù)器系統(tǒng)SUT、控制臺系統(tǒng)CCS、功耗分析器和溫度傳感器。CCS控制和采集系統(tǒng)主要用來監(jiān)視及調(diào)控被測試系統(tǒng)的負(fù)載水平和記錄測試數(shù)據(jù)；功率計(jì)則

15、用于測試被測服務(wù)器的功耗，實(shí)時記錄測試過程中的所有采樣數(shù)據(jù)；溫度傳感器則記錄被測服務(wù)器在不同負(fù)載水平下的測試環(huán)境溫度。按下來步驟執(zhí)行三遍，分別記錄測試報(bào)告中的“overall ssj_ops/watt”參數(shù)和50負(fù)載對應(yīng)的“Average Active Power (W)”功耗值指標(biāo)，三組數(shù)據(jù)取算術(shù)平均值后作為被測服務(wù)器的“每節(jié)點(diǎn)半載功耗 P2”和“SPECPower能效分?jǐn)?shù)P3”指標(biāo)。A、準(zhǔn)備硬件環(huán)境，包括：控制臺服務(wù)器、被測服務(wù)器、功率計(jì)、溫度計(jì)、網(wǎng)線若干、鼠標(biāo)、鍵盤、顯示器等；B、控制端服務(wù)器安裝Window操作系統(tǒng)，Win2003或者XP都可以，然后安裝Java軟件；C、在控制端安裝S

16、PECPower_ssj軟件，根據(jù)功率計(jì)的型號和設(shè)備號修改控制端的runpower通訊腳本， 和溫度計(jì)的runtemp腳本；D、被測服務(wù)器安裝操作系統(tǒng)，Windows或Linux或Solaris，然后安裝操作系統(tǒng)所支持的Java平臺， 版本建議是最新的；E、在被測刀片服務(wù)器的所有節(jié)點(diǎn)上安裝SPECPower_ssj軟件，然后配置ssj腳本，詳見下文被測端腳本描述；F、組網(wǎng)連接，用網(wǎng)線連接控制臺服務(wù)器和所有被測刀片服務(wù)器，要求IP地址在一個網(wǎng)段內(nèi)，可以相互ping通；G、控制端服務(wù)器連接功率計(jì)、溫度計(jì)，啟動SPECPower軟件中的相應(yīng)腳本runpower和runtemp； H、啟動被測服務(wù)器的

17、runssj腳本，啟動控制臺的ccs腳本、rundirector腳本；I、自動開始測試，測試結(jié)束SPECpower軟件會自動生成報(bào)告，找到其中的“ssj.xxx-main.html” 文件保存。被測端服務(wù)器需要修改以下幾個方面：通訊網(wǎng)口 IP 需要與控制端 IP 在同一個網(wǎng)段內(nèi)；修改測試腳本“runssj.bat”。參考如下，加粗字體表示需要修改的地方，斜體字體是注釋：: SPECpower_ssj runssj.bat: This is an example of what a run script might look like:echo off: Set the number of JV

18、Ms to runset JVMS=1根據(jù)被測服務(wù)器CPU性能修改，通常為內(nèi)核數(shù)的一半: Set to FALSE if jvm Director is not on this hostset LOCAL_DIRECTOR=TRUE將“TRUE”改為“FALSE”: Set java options for ssj and directorset JAVAOPTIONS_SSJ=-Xms1024m -Xmx1024m注：該語句指定JVM測試中使用的參數(shù)，根據(jù)實(shí)際需要添加優(yōu)化參數(shù)；set JAVAOPTIONS_DIRECTOR=-Xms64m -Xmx64m在語句前添加兩個冒號，注銷調(diào)該行，或

19、者直接刪除: Set JAVA to Java.exe path. set JAVA=java: if JAVA not set, lets find it.if $%JAVA%$ = $ goto findjava腳本的后半部分暫不用修改，這里沒有列出。文件保存后退出。修改配置文件“SPECpower_ps”，去掉語句“#input.director.hostname = localhost” 前面的注釋符號“”，并將“l(fā)ocalhost”修改為控制端主機(jī)的 IP 地址，保存退出；按照被測服務(wù)器的實(shí)際配置修改文件“SPECpower_ssj_ps”，這個文件

20、將用來生成測試報(bào)告，文件中的參數(shù)不會影響測試指標(biāo)，但是會顯示在報(bào)告中；d) 完成配置后，雙擊測試腳本“runssj”可啟動被測端程序。電源模塊效率及功率因數(shù)測試要求按照下圖3所示搭建測試環(huán)境，執(zhí)行測試步驟AD：圖3 測試組網(wǎng)圖A、將服務(wù)器電源模塊按上圖接入測試回路中；B、根據(jù)電源模塊的輸出特性連接電子負(fù)載，在測試過程中調(diào)整電源模塊的輸出負(fù)載；C、按電源模塊的額定輸出，調(diào)整負(fù)載比例為10、20、50、100，穩(wěn)定20min后，記錄每種負(fù)載時的輸入電壓值、電流值、功率值，以及輸出端每路輸出的電壓值、電流值。按下面公式計(jì)算電源模塊的轉(zhuǎn)換效率：式中：電源模塊的轉(zhuǎn)換效率，；Pi電源模塊的輸出功率，等于各

21、路輸出電壓乘以相應(yīng)電流，W； i電源模塊第i路輸出，i1，2，3，N，N代表最后一路； Po電源模塊的總輸入功率，W。節(jié)能管理指標(biāo)的測試方法表6 節(jié)能技術(shù)描述節(jié)能管理指標(biāo)測試方法BIOS提供動態(tài)節(jié)能技術(shù)刀片服務(wù)器正常啟動，進(jìn)入操作系統(tǒng)，打開刀片節(jié)點(diǎn)的BMC菜單或者管理板操作界面，查看是否提供動態(tài)節(jié)能的菜單選項(xiàng)。要求能夠在不影響刀片服務(wù)器系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，在線動態(tài)調(diào)整處理器頻率P-state，可以設(shè)置CPU動態(tài)降頻。在修改過程中，刀片服務(wù)器的操作系統(tǒng)運(yùn)行正常，不能出現(xiàn)重啟、告警、報(bào)錯等。支持CPU動態(tài)調(diào)頻調(diào)壓技術(shù)刀片服務(wù)器正常啟動，進(jìn)入操作系統(tǒng)，使用CPU頻率查看工具（Intel的PTU） 查看系統(tǒng)下的CPU頻率是否能夠根據(jù)負(fù)載調(diào)整。頻率調(diào)整范圍與CPU的