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关键字：数据中心 服务器 ARM Cortex-A9 EnergyCore
在一台服务器的总成本中，与电能和冷却相关的运转费占据着支配地位。据IDC数据显示，2010年，全球范围内所有服务器共消耗电费445亿美元，是数据中心真正的“能耗大户”。如今，海量数据带来的超级计算量和存储量对数据中心提出了更高的要求，也使得服务器的能耗问题经受着更为严峻的挑战。
ARM处理器因其低功耗优势在移动设备领域迅速蹿红，一家美国公司—嘉协达(Calxeda)史无前例地将其引入服务器领域，推出基于ARM内核的EnergyCore单芯片服务器处理器，它因仅消耗1.5W的电能而成为业界首款达到这一纪录的服务器处理器。与业界功率效率最高的服务器处理器相比，EnergyCore只消耗它们十分之一或更少的电能，是网页服务、海量数据应用、ApacheHadoop等可扩展解析、流媒体以及缓存和内存可扩展数据库等中间层基础设备的理想选择。
“低功耗服务器时代已经来临”，Calxeda亚太区销售和业务拓展总监Aaron Grassian说道，“1990年~2000年，服务器处于时钟频率的比拼时代；2000年~2010年，服务器供应商更多在内核的数目上强调计算优势；而进入2010年以来，能源问题的日趋严重使得服务器的效率成为竞争的重中之重。”
器件架构与特性
Calxeda EnergyCore ECX-1000系列是其单芯片处理器的一个产品系列，它集成了四个ARM Cortex-A9内核，主频1.1GHz~1.4GHz，以高效、可扩展、智能化的特点著称。因为从设计之初就专注于能源效率，通过装备一个内置的片上结构化交换机和管理引擎，可使一个四核单芯片服务器加4GB DRAM这样一个服务器节点，在典型的最大利用率时仅消耗5W电能，且在空闲时仅消耗1/2W。
EnergyCore单芯片处理器架构图
每个ECX-1000系列单芯片服务器还包含一个片上的EnergyCore管理引擎(运行在一个独立的、专门的处理器上)，它可以提供自我管理操作，能够通过独立地调整节点中12个不同的电源域，在可能的情况下进入空闲或者关断整个子系统，同时也可以在一定的时钟周期内即刻恢复运行，从而完成实时的功率优化。此外，EnergyCore管理引擎提供了“永远工作”的远程管理能力，仅需标准接口就可以和现有的系统管理工具无缝地一起工作，实现了最大化的智能管理。
此外， 在每个单芯片服务器中内置的一个EnergyCore结构化交换机可提供五个10Gigabit线道，用于将数千个ECX-1000服务器节点连接到能够处理极大规模分布式应用的集群之中。由于拓扑逻辑上完全非写定，每个单芯片服务器能够被部署工作在各种网状、网格和树形网络结构之中，提供了在任何工作负载情况下都能找到网络吞吐量和错误弹性之间平衡的机会。
Aaron Grassian介绍：“通过将高效率吞吐量所需的系统处理、用于极大扩展性的结构式交换机，以及智能功率优化的专用管理引擎紧密集成在一起，Calxeda提供了构建业界最节省功率和空间的服务器集群所需的性能，使得整体功耗和空间占用降低高达90%，从而使快速成长的数据中心能够大幅降低运营费用。”他进一步解释，之所以集成四个ARM内核，主要考虑到这是内外部数据处理所需的一个平衡点。通过与基于x86架构的服务器对比后发现，x86架构的服务器因为时钟频率高，可以同时处理很多不同的应用；而Calxeda将不同应用分摊到不同芯片进行处理，可实现同样高的处理效能，且功耗更低。
应用实例
创新型企业已开始开发基于Calxeda产品的服务器，惠普已在“Redstone”计划中采用了Energy-Core，以插卡式主板的设计来打造Redstone服务器平台，以用于超大规模应用的测试、开发和基准比测。
配合Ene rgyCor e单芯片处理器，Calxeda的四节点EnergyCard板卡可构建一手掌握的服务器集群，它包括四个EnergyCore单芯片处理器、四片4GB DDR3迷你双列直插内存模组、每个单芯片多达五个3Gb/sSATA端口、每块板卡上有八个10Gb结构化连接。通过与EnergyCore服务器底座搭配，可随着计算需求的提升实现不断扩展。
据悉，惠普设计的系统在一个7英寸底座(4个机架单位)上可包含288个Calxeda处理器，Aaron Grassian介绍：“一个单机架服务器可实现大约700个传统服务器的吞吐量，并极大地简化了将它们集合在一起并管理集群所需的基础设施。”与传统的基于x86架构的服务器集群相比，x86集群集合400台服务器需要10个机架、20个网关、1600条线缆、91kW功耗，整体成本330万美元，用EnergyCore架构替换则可集合1600台服务器，只需1/2个机架、2个网关、41条线缆、9.9kW功耗，成本不过120万美元，可节省89%的能耗和63%的成本，降低94%的空间以及97%的系统复杂度。
亚洲服务体系
成立于2008年的Calxeda公司于2010年获得了ARM公司和一些经验丰富的风险资本投资者4800万美元的投资。随着公司的发展壮大，日前其亚洲有限公司已开业，同时建立了覆盖整个亚洲的分销网络，其分销商伙伴包括Macnica株式会社及其分支机构茂纶、骏龙和Altima公司。这次扩张将通过提供直接的技术和销售支持，支撑Calxeda基于ARM内核的EnergyCore单芯片服务器解决方案和EnergyCard多节点集群在亚太区不断增长的业务。
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