服務(wù)器能效限定值及能效等級(jí)-編輯說(shuō)明

《服務(wù)器能效限定值及能效等級(jí)》

標(biāo)準(zhǔn)制定編制說(shuō)明

（征求意見稿）

標(biāo)準(zhǔn)起草組

2020年7月24日

《服務(wù)器能效限定值及能效等級(jí)》強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

編制說(shuō)明

1.標(biāo)準(zhǔn)工作簡(jiǎn)況

1.1.任務(wù)來(lái)源

為提高服務(wù)器的能源利用效率，引導(dǎo)企業(yè)的節(jié)能技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)

服務(wù)器產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)我國(guó)高效服務(wù)器的發(fā)展，國(guó)家強(qiáng)

制性標(biāo)準(zhǔn)《服務(wù)器能效限定值與能效等級(jí)》，經(jīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員

會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃編號(hào)為：20091296-Q-469，由中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化

管理委員會(huì)歸口。

1.2.編制標(biāo)準(zhǔn)的目的與意義

隨著信息化業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，作為核心載體的服務(wù)器產(chǎn)品被更廣

泛的應(yīng)用，為滿足不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)要求，服務(wù)器的性能不斷提高，重

負(fù)荷下的工作時(shí)間也不斷增加，從而帶來(lái)了巨大的電能消耗。當(dāng)前我

國(guó)在高速發(fā)展信息化的同時(shí)必須考慮能耗問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年我

國(guó)服務(wù)器保有量已超過(guò)200萬(wàn)臺(tái)，國(guó)際數(shù)據(jù)公司（IDC）報(bào)告顯示，

2007年全年，中國(guó)用于服務(wù)器運(yùn)行和冷卻的總耗電量相當(dāng)于葛洲壩

電站一年的發(fā)電量。而據(jù)國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)顯示，2008年至2012年我國(guó)服務(wù)

器銷量年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)15%，如此龐大的服務(wù)器群將消耗大量的電

力資源。在服務(wù)器高能耗的背后隱藏著嚴(yán)重的能源和環(huán)境危機(jī)。IDC

的數(shù)據(jù)顯示，每減少1000臺(tái)傳統(tǒng)的服務(wù)器，每年就可以節(jié)省大約540

萬(wàn)度電，這相當(dāng)于節(jié)約1944噸煤。可見，控制服務(wù)器能耗對(duì)于保護(hù)

1

環(huán)境和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。

《服務(wù)器節(jié)能認(rèn)證技術(shù)規(guī)范》的制定，不僅有利于促進(jìn)國(guó)際上先

進(jìn)的服務(wù)器節(jié)能技術(shù)盡快應(yīng)用于我國(guó)的服務(wù)器行業(yè)，促進(jìn)我國(guó)企業(yè)自

主研發(fā)服務(wù)器節(jié)能核心技術(shù)，提高我國(guó)服務(wù)器產(chǎn)品的節(jié)能指標(biāo)，也可

以進(jìn)一步統(tǒng)一服務(wù)器能耗的測(cè)試方法，減少因?yàn)闇y(cè)試方法引起的測(cè)試

結(jié)果數(shù)據(jù)的不統(tǒng)一、比對(duì)難的現(xiàn)狀。也有利于貫徹國(guó)家的以標(biāo)準(zhǔn)為核

心、以自主創(chuàng)新為動(dòng)力的思想方針，不斷完善中國(guó)的服務(wù)器產(chǎn)業(yè)鏈，

為提高企業(yè)的服務(wù)器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)水平、加快我國(guó)的信息化建設(shè)創(chuàng)造條

件。

2.標(biāo)準(zhǔn)修訂的依據(jù)與原則

1．GB/T1.1—2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和

編寫》，即GB/T1.1的2009版已在2009年6月17日正式發(fā)布，并

于2010年1月1日開始實(shí)施，所以本標(biāo)準(zhǔn)是按GB/1.1的2009版要

求格式編寫的。

2．本標(biāo)準(zhǔn)要以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是要與服務(wù)器的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、

安全等性能要求很好的銜接，并在它們的基礎(chǔ)之上實(shí)施；因?yàn)樵谠u(píng)定

產(chǎn)品能效水平前，其產(chǎn)品的一般性能和安全性能要達(dá)到相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

的要求，所以一般在能效標(biāo)準(zhǔn)中首先規(guī)定基本要求。規(guī)定此要求的目

的是防止企業(yè)通過(guò)降低產(chǎn)品的一般性能和安全性能來(lái)提高產(chǎn)品的能

效。也可以說(shuō)，要達(dá)到能效合格的服務(wù)器，首先要是產(chǎn)品質(zhì)量合格的

服務(wù)器。因此該標(biāo)準(zhǔn)在基本要求中規(guī)定：要符合現(xiàn)行的國(guó)內(nèi)對(duì)應(yīng)的服

務(wù)器產(chǎn)品質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)。

2

3．本標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際上的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)接軌，也要充分考慮我國(guó)服務(wù)器

的實(shí)際情況和發(fā)展水平，使本標(biāo)準(zhǔn)具有很高的科學(xué)性、先進(jìn)性和可操

作性，促進(jìn)我國(guó)高效服務(wù)器的發(fā)展，增強(qiáng)我國(guó)服務(wù)器在國(guó)內(nèi)、國(guó)際市

場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力；

4．本標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容是我國(guó)能源政策實(shí)施的技術(shù)依據(jù)，所以標(biāo)

準(zhǔn)中的技術(shù)要求應(yīng)反映出我國(guó)能源政策的導(dǎo)向。

3.標(biāo)準(zhǔn)修訂的主要過(guò)程

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院牽頭，與聯(lián)想、intel、浪潮、華為等

幾十家單位和專業(yè)機(jī)構(gòu)組成標(biāo)準(zhǔn)工作組，共同開展標(biāo)準(zhǔn)修訂工作。

3.1.1.信息調(diào)研

為了掌握國(guó)際發(fā)展動(dòng)態(tài)，緊跟世界發(fā)展趨勢(shì)，我們特別邀請(qǐng)了國(guó)

外和國(guó)內(nèi)專家收集了相關(guān)國(guó)際服務(wù)器能效標(biāo)準(zhǔn)的信息，并對(duì)國(guó)際相關(guān)

標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了翻譯和分析，同時(shí)也了解了其他國(guó)家或地區(qū)的服務(wù)器能效

標(biāo)準(zhǔn)的情況。在標(biāo)準(zhǔn)修訂期間，為了更進(jìn)一步了解我國(guó)服務(wù)器生產(chǎn)和

使用情況，委托專業(yè)調(diào)研機(jī)構(gòu)進(jìn)行服務(wù)器行業(yè)生產(chǎn)情況調(diào)查和服務(wù)器

用戶情況調(diào)查。

調(diào)研內(nèi)容見下文。

3.1.1.1.國(guó)外服務(wù)器能效評(píng)估現(xiàn)狀

1）國(guó)外服務(wù)器能效評(píng)估工具現(xiàn)狀

目前，針對(duì)服務(wù)器設(shè)備能效評(píng)價(jià)的主流工具主要由國(guó)外開發(fā)，測(cè)

試的方式和特點(diǎn)也有差異。美國(guó)國(guó)家環(huán)保局于2009年5月正式發(fā)布

3

了能源之星服務(wù)器規(guī)范1.0版本[]并逐年更新，截止目前能源之星服

務(wù)器規(guī)范即將發(fā)布最新的版本。能源之星服務(wù)器規(guī)范以服務(wù)器的閑置

能耗作為主要判斷標(biāo)準(zhǔn)，而不考慮服務(wù)器實(shí)際業(yè)務(wù)運(yùn)行能耗，所以能

源之星服務(wù)器規(guī)范難以通過(guò)工作負(fù)載來(lái)區(qū)分每個(gè)模塊的單位能量消

耗，但卻能夠直觀的判斷服務(wù)器能效高低。SPEC（Standard

PerformanceEvaluationCorporation標(biāo)準(zhǔn)性能評(píng)估測(cè)試評(píng)估機(jī)構(gòu)）于

2007年12月發(fā)布了SPECpower_ssj2008，這是業(yè)界第一項(xiàng)用于評(píng)測(cè)

系統(tǒng)級(jí)服務(wù)器設(shè)備及運(yùn)算性能相關(guān)的功耗基準(zhǔn)測(cè)試工具。SPEC

power_ssj2008工具生成的服務(wù)器負(fù)載可以為刀片服務(wù)器、塔式服務(wù)

器、機(jī)架式服務(wù)器端加載通用Java商業(yè)應(yīng)用程序，可以評(píng)估服務(wù)器

系統(tǒng)從待機(jī)模式（0%）到滿負(fù)載狀況（100%）下的多個(gè)負(fù)載狀況功

耗，同時(shí)該工具還可分布擴(kuò)展，以多線程方式在不同的系統(tǒng)操作環(huán)境

件移植。因此SPECpower_ssj2008不僅可以作為一項(xiàng)指標(biāo)來(lái)比較不

同服務(wù)器之間能耗和性能，還可幫助提升服務(wù)器效率，被業(yè)界廣泛使

用。SERT（Serverenergyefficiencyratetool）也是SPEC開發(fā)的一

款服務(wù)器能效測(cè)試工具，測(cè)試類似于簡(jiǎn)化版SPECpower，同樣是加

載多個(gè)負(fù)載并通過(guò)某種算法與基準(zhǔn)服務(wù)器測(cè)試結(jié)果對(duì)比，最終輸出服

務(wù)器評(píng)分結(jié)果。此外，還有Green500對(duì)全球超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行排名，

由Linpack基準(zhǔn)測(cè)試軟件獲得浮點(diǎn)計(jì)算結(jié)果判斷性能，然后用功率計(jì)

測(cè)得功耗并做比值進(jìn)行對(duì)比，但是超級(jí)計(jì)算機(jī)服務(wù)器和小型客戶機(jī)服

務(wù)器有區(qū)別，故當(dāng)前小型化多功能服務(wù)器并不采用這個(gè)評(píng)判指標(biāo)。綠

色網(wǎng)格全球聯(lián)盟（GreenGridAssociation）于2007年成立，并將多年

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來(lái)研究的指標(biāo)PUE(PowerUsageEffectiveness，電力使用效率)和DCiE

（DataCenterInfrastructure，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施效率）向外界推廣，

成為行業(yè)內(nèi)測(cè)量數(shù)據(jù)中心效率和生產(chǎn)力公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。但GreenGrid測(cè)

試方法基于數(shù)據(jù)中心總體能耗和IT設(shè)備整體能耗為基，并沒(méi)有專門

對(duì)服務(wù)器設(shè)各級(jí)別作細(xì)分能效測(cè)試研究。

2）國(guó)外服務(wù)器能效測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

和服務(wù)器相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，存在相互交叉關(guān)系，不同的標(biāo)準(zhǔn)涉及

服務(wù)器測(cè)試的方案也不盡相同，對(duì)測(cè)試參數(shù)及個(gè)數(shù)的要求也有差異，

如下圖：

圖中可見，涉及服務(wù)器能效相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)一共22個(gè)，其中6個(gè)（紅

框以外）包含服務(wù)器產(chǎn)品但是沒(méi)有明確指標(biāo)要求，其余的有4個(gè)正在

修訂中，余下12個(gè)均為服務(wù)器行業(yè)在用標(biāo)準(zhǔn)，這類標(biāo)準(zhǔn)中有2個(gè)ISO

標(biāo)準(zhǔn)，5個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或要求，5個(gè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或要求，如下表。

參數(shù)在用標(biāo)準(zhǔn)起草中

ESTARserversv2.0ESTARserversv3.0

功耗（工作/待機(jī)）

SERTv1.1.0(2016)

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ISO/IEC30131(est2017)

ESTARserversv2.0

整機(jī)性能要求

SERTv1.1.0

數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功耗及性能（工

SNIAEmeraldv2.x

作/待機(jī)）

ESTARstoragev1.0

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)COMs

SNIAEmeraldv2.x

電源效率EPRIprotocolv6.7

電源功率因子EPRIprotocolv6.7

NSF/ANSI4426(est

固件要求

2016)

ASHRAEguideline4th

運(yùn)行溫/濕度

editiontable2.3

環(huán)境噪音ISO7779:2010,ECMA74

IECTR62635:2012NSF/ANSI4426(est

外部部件可替換性要求

PAS141:20112016)

IECTR62635:2012NSF/ANSI4426(est

部件循環(huán)利用要求

PAS141:20112016)

NIST800-88rev1

數(shù)據(jù)處理CESGvariousPAS

141:2011

和服務(wù)器相關(guān)的歐盟標(biāo)準(zhǔn)主要基于數(shù)據(jù)中心建立，在其體系下的

EN50600系列標(biāo)準(zhǔn)主要涉及服務(wù)器相關(guān)要求，該標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)小型、

中型的企業(yè)級(jí)服務(wù)器，大型服務(wù)器不包含在此類標(biāo)準(zhǔn)中，主要對(duì)服務(wù)

器的設(shè)計(jì)和操作提出了指導(dǎo)性原則。

ISO/IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要有ISO/IEC30131-4，ISO/IEC30131-5，IEC

TR62635:2012，ISO7779：2010；其中，ISO/IEC30131-4，

ISO/IEC30131-5屬于ITEE和ITEU類服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)，由ISOSC39發(fā)

布，其中定義的使用率并非固定參數(shù)值，而是根據(jù)終端用戶的使用來(lái)

確定的，該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)由日本、韓國(guó)的技術(shù)專家工作組主導(dǎo)，當(dāng)前最新的

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草稿還在編寫中，其中并沒(méi)指定任何測(cè)試工具所有大量的測(cè)試工具在

不同情況、不同架構(gòu)的服務(wù)器中使用，如：Linpack，SERT等，但

是這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)非常注重最高性能時(shí)的能效指標(biāo)。IECTR62635:2012

是IEC發(fā)布的一份技術(shù)報(bào)告，主要針對(duì)電子電氣供應(yīng)商和回收者的信

息交互。報(bào)告中定義了循環(huán)回收率的計(jì)算并為電子電氣回收者提供了

精確信息。這將更加有利于產(chǎn)品全生命周期的測(cè)試。ISO7779提供了

測(cè)試和噪聲控制技術(shù)相關(guān)流程。

其它涉及服務(wù)器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有英國(guó)的PAS標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)的

NSF/ANSI標(biāo)準(zhǔn)。PAS141提供給了測(cè)試、回收再利用的處理框架流

程；此外還包括了安全性測(cè)試要求，以及WEEE進(jìn)出口要求。美國(guó)

的NSF/ANSI426等同于IEEE1680.4，提供了服務(wù)器再多應(yīng)用環(huán)境后

的指標(biāo)分類，NSF標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是基于環(huán)境保護(hù)機(jī)制，建立服務(wù)器能效

判定及組網(wǎng)策略，其產(chǎn)品范圍只涉及服務(wù)器，類別劃分基于能效之星

要求來(lái)進(jìn)行。其它的英國(guó)、美國(guó)服務(wù)器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也類似。

3）國(guó)內(nèi)服務(wù)器能效評(píng)估現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)服務(wù)器能效評(píng)價(jià)技術(shù)起步較晚，但隨著工信部主管部門對(duì)服

務(wù)器節(jié)能的重視，同時(shí)基于國(guó)內(nèi)服務(wù)器領(lǐng)先廠商在技術(shù)和產(chǎn)品方面的

創(chuàng)新和實(shí)踐，我國(guó)也在服務(wù)器節(jié)能和能效評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)制定推進(jìn)方面有

了富有成效的結(jié)果。

國(guó)內(nèi)服務(wù)器能效要求于2008年由工信部提出并開始制定相應(yīng)標(biāo)

準(zhǔn)，2009年浪潮集團(tuán)和山東質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局等單位完成《服務(wù)器能

效要求及測(cè)試方法》標(biāo)準(zhǔn)，2010年該標(biāo)準(zhǔn)開始實(shí)施并由中國(guó)質(zhì)量認(rèn)

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證中心開展節(jié)能認(rèn)證規(guī)范工作。盡管如此，測(cè)試工具及標(biāo)準(zhǔn)仍然比較

缺乏，目前主流使用SERT工具進(jìn)行。

4）服務(wù)器能效影響因素分析

服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的高性能計(jì)算機(jī)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中客戶機(jī)提交的服

務(wù)請(qǐng)求后提供相應(yīng)的服務(wù)。為此，服務(wù)器必須具有承擔(dān)服務(wù)并且保障

服務(wù)的能力。它的高性能主要體現(xiàn)在高速度的運(yùn)算能力、長(zhǎng)時(shí)間的可

靠運(yùn)行、強(qiáng)大的外部數(shù)據(jù)吞吐能力等方面。服務(wù)器系統(tǒng)的硬件構(gòu)成與

普通PC結(jié)構(gòu)類似，主要的硬件構(gòu)成包含如下幾個(gè)主要部分：中央處

理器、內(nèi)存、芯片組、I/O總線、I/O設(shè)備、電源、機(jī)箱。本文研究

的服務(wù)器能耗與性能測(cè)試方法適合服務(wù)器對(duì)象包括塔式服務(wù)器、機(jī)架

式服務(wù)器。主要分析中央處理器、內(nèi)存、I/O設(shè)備等重點(diǎn)耗能部件。

3.1.2.數(shù)據(jù)支撐來(lái)源

本標(biāo)準(zhǔn)的修訂主要由中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院牽頭組織，經(jīng)過(guò)數(shù)次專家

的討論及測(cè)試，收集了大量的數(shù)據(jù)。

服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的高性能計(jì)算機(jī)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中客戶機(jī)提交的服

務(wù)請(qǐng)求后提供相應(yīng)的服務(wù)。為此，服務(wù)器必須具有承擔(dān)服務(wù)并且保障

服務(wù)的能力。它的高性能主要體現(xiàn)在高速度的運(yùn)算能力、長(zhǎng)時(shí)間的可

靠運(yùn)行、強(qiáng)大的外部數(shù)據(jù)吞吐能力等方面。服務(wù)器系統(tǒng)的硬件構(gòu)成與

普通PC結(jié)構(gòu)類似，主要的硬件構(gòu)成包含如下幾個(gè)主要部分：中央處

理器、內(nèi)存、芯片組、I/O總線、I/O設(shè)備、電源、機(jī)箱。本文研究

的服務(wù)器能耗與性能測(cè)試方法適合服務(wù)器對(duì)象包括塔式服務(wù)器、機(jī)架

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式服務(wù)器。主要分析中央處理器、內(nèi)存、I/O設(shè)備等重點(diǎn)耗能部件。

1）中央處理器（CPU）性能及能耗

CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為控制單元，邏輯單元和存儲(chǔ)單元三大部

分，并且控制、邏輯和存儲(chǔ)單元格式一致采用二進(jìn)制碼0/1表示指令

和數(shù)據(jù)，因此可以把CPU性能理解為數(shù)據(jù)運(yùn)算性能，分為整數(shù)運(yùn)算

和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算。根據(jù)整數(shù)運(yùn)算特性,一般將編譯、壓縮、視頻壓縮轉(zhuǎn)

換和XML處理等功能作為CPU處理器整數(shù)運(yùn)算的性能指標(biāo)，浮點(diǎn)

運(yùn)算主要是通過(guò)各種數(shù)學(xué)方法的計(jì)算進(jìn)行。CPU性能受到其架構(gòu)、

制造工藝、核數(shù)、緩存類型、主頻等多方面的影響。所以如何選擇有

效地計(jì)算方法，通過(guò)有限次較短時(shí)間的浮點(diǎn)和整點(diǎn)運(yùn)算獲得CPU性

能是目前面臨的問(wèn)題。

服務(wù)器設(shè)備CPU性能主要體現(xiàn)在其對(duì)于整數(shù)運(yùn)算和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算

的計(jì)算性能方面，同時(shí)還應(yīng)該考慮CPU主頻，其決定了數(shù)據(jù)運(yùn)算的

速度指標(biāo)。此外，要達(dá)到高速處理的CPU則需要數(shù)以億計(jì)的晶體管

組成;這些晶體管極小面積的CPU上工作發(fā)熱，溫度可以達(dá)到70℃，

其產(chǎn)生的巨大功耗是令人畏懼旳。

2）內(nèi)存性能及能耗

內(nèi)存系統(tǒng)一直是服務(wù)器的重要組成部件，它是構(gòu)建硬盤與CPU

之間數(shù)據(jù)通訊的橋梁。由于系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量都是相當(dāng)巨大的，因此

幾乎每一步操作都得經(jīng)過(guò)內(nèi)存，這也是整個(gè)系統(tǒng)中工作最為頻繁的部

件。同時(shí)研究表明，芯片處理能力正如摩爾定律預(yù)測(cè)的那樣，每年都

要有80%的提升，但是內(nèi)存設(shè)備的速度每年只有7%的提高，因此決

9

定處理器最高處理能力的并不是CPU處理能力，而是內(nèi)存訪問(wèn)速度

和傳輸速度。內(nèi)存帶寬是重要指標(biāo)之一，內(nèi)存不僅可以將暫存CPU

計(jì)算數(shù)據(jù)和指令，而且與硬盤進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將硬盤中的程序調(diào)入內(nèi)

存中運(yùn)行。通常情況下，數(shù)據(jù)在CPU以及內(nèi)存件傳送所花的時(shí)間比

處理器執(zhí)行功能所花的時(shí)間更長(zhǎng)，因此需要提高內(nèi)存帶寬，加快數(shù)據(jù)

傳輸。內(nèi)存讀取速度也是重要指標(biāo)。是指從啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作到完

成該操作所需間隔的最小時(shí)間。按照數(shù)據(jù)順序，CPU發(fā)出指令從內(nèi)

存尋找到硬盤數(shù)據(jù)讀出數(shù)據(jù)處理，或者將CPU的數(shù)據(jù)結(jié)果經(jīng)過(guò)內(nèi)存

寫入硬盤或者直接輸出，內(nèi)存的讀寫速度決定系統(tǒng)整體運(yùn)行速度快慢。

內(nèi)存頻率是影響內(nèi)存性能的重要因素，它直接決定內(nèi)存的運(yùn)行速

率大小。由于內(nèi)存是硬盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)輸送給CPU，如果內(nèi)存容量不夠，

將直接影響數(shù)據(jù)傳輸速率，造成時(shí)延，進(jìn)而使得CPU因?yàn)榈却龜?shù)據(jù)

輸入而造成資源浪費(fèi)。因此內(nèi)存容量也是影響內(nèi)存性能的重要因素之

一。均衡提高內(nèi)存主頻和內(nèi)存容量將加快數(shù)據(jù)傳輸和支持CPU多線

程運(yùn)行。

3）I/O設(shè)備性能及能耗

隨著存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，己經(jīng)有了多種類型的存儲(chǔ)設(shè)備：閃盤、磁

盤、SSD(SoliclStateDisk,固態(tài)硬盤)等，此外還有如NAS(Network

AttachedStorage.網(wǎng)絡(luò)連接式存儲(chǔ))和SAN(StorageAreaNetwork.存

儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò))存儲(chǔ)體系。然而由于性價(jià)比因素，磁盤還是目前使用較

廣的存儲(chǔ)設(shè)備。通過(guò)數(shù)組方式累加構(gòu)成的磁盤陣列(RedundantArrays

ofIntensiveDisks,RAID)則是數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的重要存儲(chǔ)系統(tǒng)。磁盤

10

陣列方便配合IT人員對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的擴(kuò)展,以及數(shù)據(jù)分散排列的設(shè)計(jì),

提升數(shù)據(jù)的安全性。

根據(jù)磁盤的工作原理、磁盤接口類型和磁盤在服務(wù)器中的數(shù)據(jù)緩

存、輸入輸出作用可知，I/O性能參數(shù)至少有每秒請(qǐng)求數(shù)量、每秒傳

輸數(shù)據(jù)量、平均響應(yīng)時(shí)間、磁盤連續(xù)數(shù)據(jù)讀寫和隨機(jī)數(shù)據(jù)讀寫、磁盤

緩存讀寫性能。

4）服務(wù)器影響因素分析

本報(bào)告選擇下面數(shù)據(jù)，利用SERT進(jìn)行測(cè)試獲得下面的結(jié)果并對(duì)

上述重要耗能部件對(duì)能好的影響進(jìn)行分析。

根據(jù)上圖中數(shù)據(jù)，分析不同CPU、存儲(chǔ)、內(nèi)存等方面影響。

根據(jù)上述分析可知，服務(wù)器能效不簡(jiǎn)單是某個(gè)部件的能耗可以代

替的，另外，性能與能耗并不呈線性關(guān)系，所以要對(duì)服務(wù)器能效進(jìn)行

評(píng)價(jià)，就需要開發(fā)新的測(cè)試方法。首先，對(duì)每個(gè)耗能部件的測(cè)試是必

須的，在不同的負(fù)載率條件下，不同部件的耗能情況及性能均不相同，

選擇不同的負(fù)載進(jìn)行測(cè)試獲得能耗及性能參數(shù)是必須的，上面的分析

11

中知道，曲線并不是呈現(xiàn)線性關(guān)系，所以在中間點(diǎn)（50%）和極值點(diǎn)

（100%）的數(shù)值非常重要，此外，在idle狀態(tài)下（運(yùn)轉(zhuǎn)但無(wú)有效輸

出）能耗也需要考慮，所以至少應(yīng)該選擇3個(gè)點(diǎn)，即負(fù)載為0,50%，

100%，為了保證精確可能還要選取0和50%中的一個(gè)負(fù)載點(diǎn)，50%

和100%中的一個(gè)負(fù)載點(diǎn)。

其次，對(duì)同一個(gè)部件不同負(fù)載率的測(cè)試獲得的多個(gè)數(shù)值怎么整合

才能表示該部件能耗、性能的指標(biāo)問(wèn)題。目前比較常見的方法有算數(shù)

平均、幾何平均等方法。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，為保證數(shù)據(jù)直觀和方法的通

用性，采用算術(shù)平均的方式。即：

?+?+?+?

??=12?

?

該種方式簡(jiǎn)單直觀，并且表示同一部件對(duì)性能及能耗的影響相同，

所以選擇此種方法。

針對(duì)服務(wù)器整機(jī)能耗，由于CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)對(duì)整機(jī)性能的影

響不同，所以不能簡(jiǎn)單采用算數(shù)平均方法，否則所有的部件對(duì)服務(wù)器

本身能耗的影響都是相同的，并不符合之前的測(cè)試結(jié)果。具體采用什

么指標(biāo)見下文分析。

根據(jù)上述分析，采用的測(cè)試方式應(yīng)為：

12

通過(guò)算法對(duì)不同部件進(jìn)行測(cè)試獲取數(shù)據(jù)結(jié)果并求平均

值

綜合各部件影響，考慮對(duì)服務(wù)器性能的影響

計(jì)算不同負(fù)載情況下服務(wù)器能耗平均值

不同負(fù)載情況下服務(wù)器能耗平均值計(jì)算通過(guò)SERT軟件測(cè)試結(jié)

果說(shuō)明如下。為了確定這三個(gè)工作負(fù)載的合適權(quán)重，我們首先評(píng)估了

SPECCPU2006基準(zhǔn)測(cè)試的結(jié)果，確定現(xiàn)有29個(gè)工作負(fù)載中，有

多少負(fù)載受制于CPU容量或內(nèi)存帶寬。然后，評(píng)估哪些SERT負(fù)

載組件嚴(yán)重依賴內(nèi)存帶寬，以及指標(biāo)中對(duì)存儲(chǔ)器負(fù)載組件給予加權(quán)的

合適程度。最后，評(píng)估了在不同工作負(fù)載權(quán)重下部署的功耗等級(jí)和工

作效率指標(biāo)等級(jí)的相互關(guān)聯(lián)度，從而確定所選定的加權(quán)權(quán)重能夠最大

程度地對(duì)應(yīng)在數(shù)據(jù)中心對(duì)服務(wù)器進(jìn)行某一給定配置所需的功耗。

SPECCPU2006基準(zhǔn)評(píng)估是一套業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用的針對(duì)服務(wù)器進(jìn)

行性能評(píng)估的基準(zhǔn)測(cè)試法，包含現(xiàn)實(shí)世界的29項(xiàng)運(yùn)算應(yīng)用。這些運(yùn)

算應(yīng)用代表了數(shù)據(jù)中心環(huán)境中運(yùn)行的各種應(yīng)用，因此編入一個(gè)基準(zhǔn)測(cè)

試軟件中。評(píng)估各類工作負(fù)載情況下CPU性能和內(nèi)存帶寬所造成

的影響為服務(wù)器有效運(yùn)行中評(píng)估CPU利用率和能力以及內(nèi)存帶寬

的重要性提供了一個(gè)基本方法。計(jì)算性能和內(nèi)存帶寬是影響通用服務(wù)

器性能的兩個(gè)最重要的指標(biāo)，這兩個(gè)指標(biāo)是評(píng)估SERT大多數(shù)負(fù)載

13

組件的主要關(guān)注點(diǎn)。為了對(duì)計(jì)算相關(guān)的和內(nèi)存帶寬相關(guān)的負(fù)載組件

設(shè)定合理的權(quán)重，TGGSERT分析工作組中AMD公司代表從其實(shí)

驗(yàn)室收集了相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)下表的數(shù)據(jù)和分析表明，SPECCPU2006

基準(zhǔn)中約62%的工作負(fù)載受CPU的影響，38%的工作負(fù)載受內(nèi)存

帶寬的影響。在評(píng)估了平均和最大等級(jí)不匹配度的結(jié)果之后（將在下

文詳細(xì)討論），確定CPU工作負(fù)載的權(quán)重為65%，內(nèi)存工作負(fù)載的

權(quán)重為30%，存儲(chǔ)器工作負(fù)載的權(quán)重為5%。由于業(yè)內(nèi)認(rèn)為把存儲(chǔ)

器工作負(fù)載包括在內(nèi)很重要，因此把內(nèi)存的權(quán)重分出5%給予存儲(chǔ)器，

這是因?yàn)?，鑒于CPU活動(dòng)對(duì)服務(wù)器性能的重要，必須保證CPU的

權(quán)重為65%。

表：SPECCPU2006平均內(nèi)存帶寬和內(nèi)存帶寬與流帶寬比率

表中的數(shù)據(jù)集提供了一個(gè)評(píng)估基準(zhǔn)，以確定SPECCPU2006的

運(yùn)算應(yīng)用中，有多少應(yīng)用受內(nèi)存帶寬影響，有多少應(yīng)用部分或完全受

計(jì)算性能的影響。為此，CPU中的內(nèi)存帶寬性能計(jì)數(shù)器用于測(cè)量使

14

用編譯器標(biāo)記執(zhí)行SPECCPU2006基準(zhǔn)測(cè)試時(shí)所使用的平均內(nèi)存帶

寬。該數(shù)據(jù)為表1中間一欄。流是一個(gè)綜合基準(zhǔn)，可以在最恰當(dāng)?shù)?/p>

請(qǐng)求內(nèi)存流量時(shí)測(cè)量系統(tǒng)可以獲得的最大內(nèi)存帶寬，代表某給定系統(tǒng)

可獲得的最大內(nèi)存帶寬。表1最右邊一欄是該系統(tǒng)按流帶寬劃分的

每個(gè)應(yīng)用的內(nèi)存帶寬，代表每個(gè)應(yīng)用可用的內(nèi)存帶寬的百分比?？梢?/p>

看到，有38%的應(yīng)用使用著超過(guò)系統(tǒng)84%的內(nèi)存帶寬（以綠色表示），

其他62%的應(yīng)用在運(yùn)行過(guò)程中僅使用少量（以黃色表示）或幾乎不

占用（以紅色表示）內(nèi)存帶寬。過(guò)去十多年來(lái)，SPECCPU2006的編

譯器一直是進(jìn)行優(yōu)化的對(duì)象，這一優(yōu)化過(guò)程通過(guò)統(tǒng)一選擇為每個(gè)基準(zhǔn)

特別選用的編譯器標(biāo)記來(lái)完成?？傮w而言，編譯器優(yōu)化往往著眼于減

少所需的內(nèi)存數(shù)據(jù)量，從而使這些核的執(zhí)行效率大大提高。因此，對(duì)

于以非最優(yōu)標(biāo)記建立的應(yīng)用，其對(duì)計(jì)算性能敏感性與對(duì)內(nèi)存帶寬敏感

性的這一比率，很可能會(huì)增加受內(nèi)存帶寬影響的基準(zhǔn)測(cè)試的數(shù)量，導(dǎo)

致本次研究測(cè)得的比例為38%，這在現(xiàn)實(shí)生活較常見，當(dāng)然是一個(gè)

保守估計(jì)。基于這一數(shù)據(jù)，工作組認(rèn)為，理想的聚合算法是CPU組

件權(quán)重應(yīng)當(dāng)設(shè)為60%，內(nèi)存組件權(quán)重設(shè)為40%。

存儲(chǔ)器負(fù)載組件得分對(duì)總體指標(biāo)的影響：在對(duì)工作負(fù)載權(quán)重進(jìn)行

評(píng)估的初期，很明顯，給予存儲(chǔ)器5%以上的權(quán)重從根本上改變了服

務(wù)器產(chǎn)品的相對(duì)等級(jí)排名，導(dǎo)致部署的功耗等級(jí)與工作效率得分等級(jí)

之間的關(guān)聯(lián)度迅速發(fā)生變化。鑒于大多數(shù)卷服務(wù)器僅使用一至兩個(gè)存

儲(chǔ)器，而存儲(chǔ)只是CPU/內(nèi)存設(shè)備執(zhí)行計(jì)算活動(dòng)的一項(xiàng)附加服務(wù)，因

此確定存儲(chǔ)器的權(quán)重為5%。設(shè)定這個(gè)權(quán)重，既表明存儲(chǔ)功能是服務(wù)

15

器運(yùn)行過(guò)程的一部分，也說(shuō)明它不是服務(wù)器總體性能和性能/功耗效

率等級(jí)評(píng)定的主要因素。

評(píng)估部署的功耗等級(jí)與加權(quán)幾何平均等級(jí)的關(guān)系：下表提供了

CPU和內(nèi)存得分不同權(quán)重情況下的平均和最大等級(jí)不匹配度數(shù)據(jù)。

可以看出，隨著CPU工作負(fù)載權(quán)重的增加，平均和最大等級(jí)不匹配

度的總和也增加，表明該權(quán)重不能有效地表示數(shù)據(jù)中心服務(wù)器功耗狀

況。之所以不把CPU的權(quán)重設(shè)定在60%之下，是因?yàn)槲覀冋J(rèn)為，

如果CPU所占權(quán)重比太低，就不能準(zhǔn)確反映CPU功能對(duì)于服務(wù)器

性能的重要性。

16

基于以上分析表明，基于創(chuàng)建單一服務(wù)器能效加權(quán)幾何平均指標(biāo)

之目的，CPU、內(nèi)存和存儲(chǔ)器負(fù)載組件的建議權(quán)重分別設(shè)定為65%、

30%和5%。這是基于全面的均衡考慮，即體現(xiàn)了CPU組件代表服務(wù)

器的總體能力，也考慮到擁有足夠內(nèi)存容量和帶寬的重要性，可以保

證CPU性能的最大化。平均和最大等級(jí)不匹配度之和接近于這一權(quán)

重設(shè)定下的最小值，也支持這一權(quán)重設(shè)定。

3.1.3.標(biāo)準(zhǔn)制定工作的啟動(dòng)

17

本標(biāo)準(zhǔn)的修訂主要由中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院牽頭組織，經(jīng)過(guò)數(shù)次專家

的討論，2016年3月23日在北京召開了啟動(dòng)會(huì)，國(guó)內(nèi)服務(wù)器相關(guān)研

究機(jī)構(gòu)、國(guó)內(nèi)外著名服務(wù)器廠商代表參加啟動(dòng)會(huì)。經(jīng)過(guò)起草組的討論，

確定了該標(biāo)準(zhǔn)草稿的內(nèi)容和技術(shù)方向。

會(huì)上，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人李鵬程介紹了能效標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)節(jié)能政策、標(biāo)準(zhǔn)

化改革對(duì)能效標(biāo)準(zhǔn)的影響、及標(biāo)準(zhǔn)制定工作的背景、原則與要求。與

會(huì)專家充分討論了標(biāo)準(zhǔn)的范圍、原則和主要內(nèi)容。會(huì)議認(rèn)為，我國(guó)服

務(wù)器節(jié)能技術(shù)近年來(lái)有較大發(fā)展，為了適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展，能效標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)

和適用范圍亟需做出相應(yīng)調(diào)整。本次工作本著覆蓋量大面廣的產(chǎn)品類

型、反應(yīng)國(guó)家能源政策導(dǎo)向、在檢測(cè)方法和采用的能效指標(biāo)類型上與

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)并軌等原則，保證標(biāo)準(zhǔn)修訂工作的科學(xué)性、規(guī)范性、適用性。

會(huì)議確定了標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容和具體要求，并規(guī)定了編寫大綱的單位、人

員和時(shí)間表，確定了任務(wù)分配及工作安排。

3.1.4.《標(biāo)準(zhǔn)編制工作大綱》的編寫

啟動(dòng)會(huì)后，標(biāo)準(zhǔn)編制工作進(jìn)入了《標(biāo)準(zhǔn)編制工作大綱》的編寫階

段，2016年7月21日完成了《標(biāo)準(zhǔn)編制工作大綱》的編寫。明確了

標(biāo)準(zhǔn)每一章節(jié)的具體內(nèi)容及任務(wù)分工，確定了工作進(jìn)度時(shí)間表和標(biāo)準(zhǔn)

編寫時(shí)需注意的事項(xiàng)。

工作進(jìn)度安排如下：

(1)2016年8月～2019年12月，收集相關(guān)資料，編寫標(biāo)準(zhǔn)討論

稿；

(2)2019年12月～2020年6月，起草組調(diào)研、討論、修改，編

18

寫標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿；

3.1.5.標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿的編寫

標(biāo)準(zhǔn)起草組在廣泛調(diào)研和討論的基礎(chǔ)上編制形成標(biāo)準(zhǔn)討論稿，并

廣泛征求行業(yè)意見，經(jīng)過(guò)多次征求意見和修改，形成了征求意見稿。

共收集30多家單位、９６條修改意見和建議。

2020年6月10日在北京召開了“《服務(wù)器能效限定值及能效等級(jí)》

標(biāo)準(zhǔn)修訂征求意見討論會(huì)”。會(huì)議關(guān)于國(guó)內(nèi)服務(wù)器能效水平情況及能

效指標(biāo)分析情況進(jìn)行了討論，并就服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿進(jìn)行了研討，

逐條討論了征求意見的內(nèi)容，并根據(jù)討論意見修改形成征求意見稿。

3.1.6.標(biāo)準(zhǔn)送審稿的編寫

2019年12月，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組完成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿的編寫工

作，并向全社會(huì)廣泛征求該標(biāo)準(zhǔn)的意見。通過(guò)在中國(guó)能效標(biāo)識(shí)網(wǎng)等網(wǎng)

站上刊登征求意見函和征求意見稿，打電話聯(lián)系多家電動(dòng)機(jī)企業(yè)等形

式廣泛征求意見。該標(biāo)準(zhǔn)意見的征集得到社會(huì)各界的積極響應(yīng)，共向

40多個(gè)相關(guān)機(jī)構(gòu)發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)征求意見函，收到30多個(gè)機(jī)構(gòu)，27位專家

提出的96條意見。

4.標(biāo)準(zhǔn)制訂的主要內(nèi)容

服務(wù)器節(jié)能技術(shù)規(guī)范》的核心是指導(dǎo)服務(wù)器的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程，

在節(jié)能方面的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等內(nèi)容。

本標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了1路、2路服務(wù)器的基準(zhǔn)配置的服務(wù)器功率限

19

定值，以及對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則。

適用于220V、50Hz電網(wǎng)供電的，含1個(gè)至2個(gè)處理器的塔式、

機(jī)架式服務(wù)器。

5.主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電動(dòng)機(jī)能效指標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)了廣泛調(diào)研和驗(yàn)證。起草

組多次跟企業(yè)訪談，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分討論和驗(yàn)證。

5.1.CPU測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載

根據(jù)前文分析，服務(wù)器計(jì)算性能指標(biāo)為整數(shù)及浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算性能，

而能耗則為測(cè)試期間的功耗，而CPU主頻(時(shí)鐘頻率)則是決定數(shù)據(jù)運(yùn)

算的速度指標(biāo)。功率(P)是描述CPU處理器工作特性的重要物理參數(shù)，

根據(jù)公式P=U*I，將流經(jīng)處理器的核心電流值、核心電壓值和時(shí)間的

相乘即可得知CPU功率。由于在表示CPU計(jì)算性能的涉及測(cè)試時(shí)間，

為了方便測(cè)試及計(jì)算，本文測(cè)試CPU能耗項(xiàng)的取值為功率。

對(duì)CPU的整數(shù)運(yùn)算性能采用壓縮計(jì)算的方式進(jìn)行。壓縮計(jì)算包

含文件壓縮和文件加密兩個(gè)負(fù)載模塊，均使用修正Lempel-Ziv-Welch

方法（LZW）。該方法提取原始文本文件數(shù)據(jù)中的不同字符，基于

這些字符創(chuàng)建一個(gè)編譯表，然后用編譯表中的字符的索引來(lái)替代原始

文本文件數(shù)據(jù)中的相應(yīng)字符，減少原始數(shù)據(jù)大小。編譯表根據(jù)原始文

件數(shù)據(jù)隨機(jī)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的，解碼時(shí)還要從已編碼的數(shù)據(jù)中還原出原來(lái)的

編譯表，解壓縮是編碼的逆過(guò)程。過(guò)程中，順序執(zhí)行編譯程序，以每

20

秒執(zhí)行次數(shù)進(jìn)行性能考核。每次執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生固定大小的數(shù)列，數(shù)列內(nèi)

容隨機(jī)生成。

開始迭代B

生成隨機(jī)碼CRC算法校驗(yàn)壓縮

解壓縮

迭代A

數(shù)據(jù)返回

*算法詳細(xì)描述見TerryWelch，IEEE計(jì)算機(jī)第17期（1984年6

月刊），8-19頁(yè)。

對(duì)CPU的整數(shù)運(yùn)算性能采用高斯消元法模塊進(jìn)行。該方法用于

求解線性方程組，并可以求出矩陣的秩，以及求出可逆方陣的逆矩陣。

采用初等行變換將方程組的增廣矩陣轉(zhuǎn)化成階梯形矩陣，再寫出該階

梯形矩陣所對(duì)應(yīng)的方程組，逐步回代，求出方程組的解過(guò)程中，順序

執(zhí)行編譯程序，以每秒執(zhí)行次數(shù)進(jìn)行性能考核。

開始迭代B

隨機(jī)生成浮點(diǎn)矩轉(zhuǎn)置因子

數(shù)據(jù)返回

迭代

A

服務(wù)器計(jì)算性能指標(biāo)為整數(shù)及浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算性能，而能耗則為計(jì)算

時(shí)的功耗，CPU計(jì)算能效為

21

intcomputatoinperformace

?=

???????energyconsume

floatcomputatoinperformace

?=

?????????energyconsume

最終的能效計(jì)算值采用幾何平均獲得，

2

????=√???????????????????

測(cè)試過(guò)程中，需要分別加載25%、50%、75%和100%計(jì)算負(fù)載

并獲取實(shí)時(shí)功耗，計(jì)算結(jié)果采用加權(quán)平均的方式獲得計(jì)算性能的能效。

5.2.內(nèi)存測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載

考察服務(wù)器內(nèi)存的主要性能指標(biāo)以讀寫速度為主。為對(duì)內(nèi)存帶寬

進(jìn)行測(cè)試，分別采用Copy、Scale、Add、Triad四種方法進(jìn)行。

Copy操作最為簡(jiǎn)單，它先訪問(wèn)一個(gè)內(nèi)存單元讀出其中的值，再將值

寫入到另一個(gè)內(nèi)存單元。Scale操作先從內(nèi)存單元讀出其中的值，作

一個(gè)乘法運(yùn)算，再將結(jié)果寫入到另一個(gè)內(nèi)存單元。Add操作先從內(nèi)存

單元讀出兩個(gè)值，做加法運(yùn)算，再將結(jié)果寫入到另一個(gè)內(nèi)存單元。Triad

在本測(cè)試中表示的意思是將Copy、Scale、Add三種操作組合起來(lái)進(jìn)

行測(cè)試。

Copy:a(i)=b(i):8字節(jié)讀取+8字節(jié)寫，每次16字節(jié)運(yùn)算量

Scale:a(i)=k*b(i):8字節(jié)讀取+8字節(jié)寫，每次16字節(jié)運(yùn)算量

Add:a(i)=b(i)+c(i):16字節(jié)讀取+8字節(jié)寫，每次24字節(jié)運(yùn)算

22

量

Triad:a(i)=b(i)+k*c(i):16字節(jié)讀取+8字節(jié)寫，每次24字節(jié)運(yùn)

算量

測(cè)試流程圖如下：

開始

獲取可用內(nèi)存定義64位的整數(shù)初始化數(shù)組

數(shù)據(jù)返回計(jì)算平均得分執(zhí)行各種計(jì)算

內(nèi)存的能效計(jì)算采用

copyspeedperformace

?=

????????energyconsume

scalespeedperformace

?=

????scaleenergyconsume

addspeedperformace

?=

???????energyconsume

triadspeedperformace

?=

?????????energyconsume

對(duì)內(nèi)存而言，四種運(yùn)算的方式均體現(xiàn)內(nèi)存的效能，各自權(quán)重相同，

所以按照算數(shù)平均計(jì)算。

?????????+??????????+????????+??????????

?=

???4

23

5.3.硬盤性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載

硬盤存儲(chǔ)能量消耗的實(shí)際數(shù)值是評(píng)價(jià)存儲(chǔ)系統(tǒng)能耗的衡量標(biāo)準(zhǔn)。

本研究中存儲(chǔ)測(cè)試由順序?qū)懭耄樞蜃x取，隨機(jī)寫入，隨機(jī)讀取四部

分組成。每個(gè)部分都有讀寫運(yùn)算。考察每秒I/O性能。

流程圖見下圖：

隨機(jī)讀取

開始

在存儲(chǔ)位置產(chǎn)生在存儲(chǔ)位置讀取

生成任意文件

隨機(jī)文件任意文件

數(shù)據(jù)返回

隨機(jī)寫入

開始

在存儲(chǔ)位置產(chǎn)生在存儲(chǔ)位置寫入

生成任意文件

隨機(jī)文件任意文件

數(shù)據(jù)返回

24

順序讀入

開始

在對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)位置讀

計(jì)算存儲(chǔ)空間計(jì)數(shù)器+1取文件

總文件個(gè)數(shù)大于計(jì)數(shù)總文件個(gè)數(shù)不大于計(jì)數(shù)

結(jié)束

讀取下一個(gè)文件文件讀取個(gè)數(shù)小于總文件個(gè)數(shù)

選擇第一個(gè)文件

文件讀取個(gè)數(shù)大于總文件個(gè)數(shù)

3.4.1CPU測(cè)試結(jié)果

根據(jù)上圖可見，在待機(jī)時(shí)，不同性能服務(wù)器的能耗相差不大，不

受到配置的影響。隨著服務(wù)器的負(fù)載率的提高，能耗曲線并不呈線性

變化，在負(fù)載約50%左右稍有下降但是不明顯，隨著負(fù)載逐步增加能

耗再次上升。5和6相比，除了硬盤存儲(chǔ)外均相同，但是能耗差異明

25

顯，可見硬盤能耗對(duì)服務(wù)器整體能耗有影響；5和10對(duì)比，只有內(nèi)

存不同，能耗也不同，大的內(nèi)存空間也會(huì)使能耗較高，并且從圖中可

見，硬盤和內(nèi)存對(duì)整體能耗的影響在任何負(fù)載率情況下均有影響，但

是并非呈倍數(shù)增長(zhǎng)，5、10、13內(nèi)存容量間隔為4倍分別為64、256、

1024，但是能耗并沒(méi)有呈4倍增長(zhǎng)。另外，服務(wù)器性能越好能耗越高，

圖中可見，18核CPU比6核服務(wù)器能耗高，同時(shí)，CPU頻率越高，

能耗也越高。另外，從測(cè)試數(shù)據(jù)可見，CPU能耗并不能直接決定服

務(wù)器能耗，還和內(nèi)存和存儲(chǔ)有關(guān)。

3.4.2、內(nèi)存測(cè)試結(jié)果

由圖可見，內(nèi)存隨著負(fù)載的變化幾乎為0，不同的內(nèi)存容量耗能

不同但并不呈倍數(shù)變化，同時(shí)可見，CPU配置越高能耗越大，可見

服務(wù)器能效收到CPU影響明顯，內(nèi)存的影響相對(duì)小；此外，待機(jī)功

耗基本相同差異很小。

3.4.3、存儲(chǔ)測(cè)試結(jié)果

26

圖中可見，硬盤能耗受到內(nèi)存和CPU的影響極大，6為8塊HDD

硬盤設(shè)備但能耗隨著負(fù)載的增加基本不變，與配置5的能耗基本相同。

其它配置中CPU和內(nèi)存相同的配置，硬盤能耗的影響非常小。另外，

在上圖中可見，RAM量與能耗量呈倍數(shù)增加，兩倍的RAM會(huì)有幾

乎2倍的能耗。所以能耗與硬盤容量關(guān)系相對(duì)小，測(cè)試中使用的是

HDD，性能相比SSD低能耗比SSD高，所以如果試驗(yàn)中采用SSD，

硬盤對(duì)性能的影響會(huì)更小。

根據(jù)上面分析，CPU對(duì)性能影響非常大，其次是RAM，最后是

硬盤容量的影響。

5.4服務(wù)器計(jì)算方法及驗(yàn)證

本項(xiàng)目聯(lián)合國(guó)內(nèi)大型服務(wù)器生產(chǎn)商曙光及電子三所進(jìn)行了大量

測(cè)試，測(cè)試流程及方法均按照上述提出的服務(wù)器測(cè)試流程及方法進(jìn)行，

測(cè)試過(guò)程中選取了SEEB軟件、SERT軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)照。

5.4.1測(cè)試配置

27

1）、硬件配置

頂配高配標(biāo)配低配簡(jiǎn)配

CPU2xE5-2699v42xE5-2620v42xE5-2620v42xE5-2620v42xE5-2620v4

24x32GB24x32GB8x32GB8x32GB2x32GB

內(nèi)存

DDR4DDR4DDR4DDR4DDR4

磁盤12x3TBHDD12x3TBHDD12x3TBHDD4x3TBHDD1x3TBHDD

電源2x550Watt2x550Watt2x550Watt2x550Watt2x550Watt

軟件配置配置

操作系統(tǒng)RedHatEnterpriseLinux6.3

SEEB版本Version2.98.15(CNISDefined.)

SERT版本Version2.0.0

2）測(cè)試步驟

2.1）、SEEB測(cè)試步驟：

?按要求配置好待測(cè)系統(tǒng)硬件部件，并按默認(rèn)軟件選項(xiàng)設(shè)置給

待測(cè)系統(tǒng)安裝指定的操作系統(tǒng)。

?按照SEEB說(shuō)明文檔部署SEEB測(cè)試軟件；

?在待測(cè)服務(wù)器上運(yùn)行運(yùn)行./output/client2000,在客戶端輸入

待測(cè)服務(wù)器IP地址后進(jìn)入SEEBMaster軟件主界面，按照下圖配置

運(yùn)行參數(shù)，點(diǎn)擊“開始測(cè)試”。

28

?對(duì)測(cè)試過(guò)程的每一步進(jìn)行截圖，并將截圖中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)入表，

截圖與統(tǒng)計(jì)表為最終測(cè)試結(jié)果。

2.2）、SERT測(cè)試步驟：

?按要求配置好待測(cè)系統(tǒng)硬件部件，并按默認(rèn)軟件選項(xiàng)設(shè)置給

待測(cè)系統(tǒng)安裝指定的操作系統(tǒng)。

?按照SERT說(shuō)明文檔如下圖部署SERT測(cè)試軟件。

?在待測(cè)服務(wù)器上運(yùn)行運(yùn)行serthost.sh,在客戶端運(yùn)行

sert-gui.sh。

?最終生成測(cè)試報(bào)告為最終結(jié)果。

5.4.2測(cè)試結(jié)果

29

1）、SEEB測(cè)試結(jié)果

2）SERT測(cè)試結(jié)果

30

6.標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況

本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利

7.預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況

《服務(wù)器節(jié)能認(rèn)證技術(shù)規(guī)范》的制定，不僅有利于促進(jìn)國(guó)際上先

進(jìn)的服務(wù)器節(jié)能技術(shù)盡快應(yīng)用于我國(guó)的服務(wù)器行業(yè)，促進(jìn)我國(guó)企業(yè)自

主研發(fā)服務(wù)器節(jié)能核心技術(shù)，提高我國(guó)服務(wù)器產(chǎn)品的節(jié)能指標(biāo)，也可

以進(jìn)一步統(tǒng)一服務(wù)器能耗的測(cè)試方法，減少因?yàn)闇y(cè)試方法引起的測(cè)試

結(jié)果數(shù)據(jù)的不統(tǒng)一、比對(duì)難的現(xiàn)狀。也有利于貫徹國(guó)家的以標(biāo)準(zhǔn)為核

心、以自主創(chuàng)新為動(dòng)力的思想方針，不斷完善中國(guó)的服務(wù)器產(chǎn)業(yè)鏈，

為提高企業(yè)的服務(wù)器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)水平、加快我國(guó)的信息化建設(shè)創(chuàng)造條

件。

8.與國(guó)際、國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比情況

本標(biāo)準(zhǔn)在制定過(guò)程中，參考了相應(yīng)的國(guó)際和國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。但是由于

31

不同世界各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系之間的差異，并未直接引用國(guó)際或國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，

只是將國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)技術(shù)要求作為參考。

9.在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國(guó)家

標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

本標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重服務(wù)器能效限定值及能效等級(jí)評(píng)價(jià)，但并未將能效與

環(huán)保、安全和質(zhì)量割裂起來(lái)，而是保持與其他標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相一致。

10.重大分歧意見的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)

無(wú)重大分歧

11.標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說(shuō)明

本標(biāo)準(zhǔn)為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。

12.貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

1.加大標(biāo)準(zhǔn)貫徹實(shí)施力度。加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)宣貫，貫徹執(zhí)行強(qiáng)制性能效

標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)協(xié)會(huì)、第三方機(jī)構(gòu)等通過(guò)組織交流會(huì)等方式加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的培

訓(xùn)宣貫。加大節(jié)能監(jiān)察力度，督促企業(yè)貫徹執(zhí)行強(qiáng)制性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，淘

汰落后電動(dòng)機(jī)。針對(duì)重點(diǎn)用戶行業(yè)，充分發(fā)揮地方節(jié)能監(jiān)察機(jī)構(gòu)的作

用，通過(guò)編制培訓(xùn)教材、開展現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)、建設(shè)網(wǎng)上培訓(xùn)平臺(tái)等手段，

加強(qiáng)對(duì)節(jié)能管理人員的培訓(xùn)。

2.開展電動(dòng)機(jī)企業(yè)能效水平對(duì)標(biāo)達(dá)標(biāo)活動(dòng)。向先進(jìn)企業(yè)、先進(jìn)水

平看齊，推動(dòng)實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造，在典型用戶行業(yè)開展能效對(duì)標(biāo)達(dá)標(biāo)

活動(dòng)，實(shí)施能效“領(lǐng)跑者”制度，遴選發(fā)布能效標(biāo)桿企業(yè)名單和能效指

32

標(biāo)，發(fā)布能效最佳實(shí)踐指南，促進(jìn)企業(yè)追趕先進(jìn)，帶動(dòng)行業(yè)能效水平

整體提升。繼續(xù)遴選發(fā)布節(jié)能產(chǎn)品推薦目錄和“能效之星”產(chǎn)品目錄，

推動(dòng)工業(yè)企業(yè)采用高效節(jié)能的設(shè)備產(chǎn)品。

13.廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

本標(biāo)準(zhǔn)為制定標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)廢止

14.其他應(yīng)予說(shuō)明的事項(xiàng)

影響服務(wù)器能效的因素還有很多，評(píng)價(jià)體系和考核指標(biāo)還有待進(jìn)

一步積累數(shù)據(jù)后完善。

33

目錄

1.標(biāo)準(zhǔn)工作簡(jiǎn)況.......................................................................................................................1

1.1.任務(wù)來(lái)源....................................................................................................................1

1.2.編制標(biāo)準(zhǔn)的目的與意義............................................................................................1

2.標(biāo)準(zhǔn)修訂的依據(jù)與原則.......................................................................................................2

3.標(biāo)準(zhǔn)修訂的主要過(guò)程...........................................................................................................3

3.1.1.信息調(diào)研.........................................................................................................3

3.1.2.數(shù)據(jù)支撐來(lái)源.................................................................................................8

3.1.3.標(biāo)準(zhǔn)制定工作的啟動(dòng)...................................................................................17

3.1.4.《標(biāo)準(zhǔn)編制工作大綱》的編寫...................................................................18

3.1.5.標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿的編寫...............................................................................19

3.1.6.標(biāo)準(zhǔn)送審稿的編寫.......................................................................................19

4.標(biāo)準(zhǔn)制訂的主要內(nèi)容.........................................................................................................19

5.主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況.................................................................................................20

5.1.CPU測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載...................................................................................................20

5.2.內(nèi)存測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載..................................................................................................22

5.3.硬盤性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載..........................................................................................24

6.標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況.....................................................................................................31

7.預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況.........................................................31

8.與國(guó)際、國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比情況.................................................................................31

9.在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系.............32

10.重大分歧意見的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)...................................................................................32

11.標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說(shuō)明.......................................................................................................32

12.貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議...........................................................................................32

13.廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議...............................................................................................33

14.其他應(yīng)予說(shuō)明的事項(xiàng).......................................................................................................33

-1-

《服務(wù)器能效限定值及能效等級(jí)》強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

編制說(shuō)明

1.標(biāo)準(zhǔn)工作簡(jiǎn)況

1.1.任務(wù)來(lái)源

為提高服務(wù)器的能源利用效率，引導(dǎo)企業(yè)的節(jié)能技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)

服務(wù)器產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)我國(guó)高效