2.3.1 服务器节能

当今，数据中心大多配置服务器难以满足峰值流量的需求。服务器运算所耗费的能量在整个数据中心的能耗中占据很大的比例。但是，中央处理器（Central Processing Unit，CPU）一般只有30%的时间处于“忙时”状态，而大多数时间处在较低负载的运行状态，CPU的平均利用率仅为30%。服务器的能耗与CPU的利用率成正相关的关系。一台闲置的服务器需要消耗相当于其峰值运算时2/3的能耗，以保证内存、磁盘等的运行。但是，为了应对突发的峰值流量，会开启所有的服务器（即使处于空闲的状态），这势必会产生不必要的能耗。

现阶段，在硬件层面存在两种减少服务器运算能耗的方法：动态电压频率调整（Dynamic Voltage and Frequency Scaling，DVFS）和动态电源管理。

DVFS方案能根据负载的大小调整CPU的功耗，该技术在允许时钟频率自动调整的同时，也可实现电压值根据负载的利用情况自动变化的目的，从而达到节能的目的。它基于这样一个理论，即芯片的功耗同V2×f成正比，其中，V是操作电压等级，f是时钟频率。

DVFS仅仅关注CPU的能耗调整，而服务器的其他组件的能耗不会改变。相比之下，动态电源管理的优势就要明显得多，它可以通过关闭所有组件的电源来实现服务器的节能。例如，操作人员可以关闭某个处于空闲状态的服务器以实现节能。但是，当重新开启这个关闭着的服务器时，需要付出一定的重新配置的代价。另外一种方法就是使空闲的服务器进入休眠的状态，处于休眠状态的服务器虽然比关闭状态需要消耗更多的能量，但是唤醒服务器时需要付出的费用要比关闭时小得多。

DVFS通过调整运行时钟频率来按比例减小供电电压达到节能的目的，虽然这种方法可以有效地降低能耗，但是其依赖于硬件部件的设置来满足降低能耗的要求。动态电源管理（Dynamic Power Management，DPM）通过关闭服务器组件实现近似零的能够节约更多的能源。