2005-12-25 21:50:02〥芹蟹麵〥
Google警告：電力成本超過伺服器
一名Google的工程師警告，若現代電腦的耗電量不改善，電力成本將遠遠超過最初的硬體價格。
這種情勢對Google有害無利，該公司的服務仰賴數萬台自有伺服器。曾在Digital Equipment Corp.（簡稱DEC）設計處理器的Luiz Andre Barroso，今年9月發表在「計算機器協會」（Association Computing Machinery）刊物的文章指出：「若電力效能在未來幾年維持不變，電力成本將輕易超越硬體成本，差距可能很大。」他表示：「電腦設備用電量不斷上升到失控狀況的可能性，對整體電腦運算的承載力將產生嚴重後果，更別提對整體生態環境的傷害。」
Barroso的觀點對昇陽公司（Sun Microsystems）很受用。該公司上週二（6日）推出的Sun Fire T2000伺服器，所使用的72瓦特 UltraSparc T1 “Niagara”處理器，就比對手的產品省電。Barroso在DEC協助設計的”Piranha”處理器，雖然無緣問世，但在某些方面與Niagara類似，包括使用八個處理核心。
為解決電力問題，Barroso建議昇陽對Niagara採取的作法：可同步執行許多指令序列（執行緒）的處理器。目前一般的伺服器晶片可執行一、兩個，有時可達四個執行緒，但Niagara的八核心能同時執行32個執行緒。
電力效能早就是英特爾與超微（AMD）兩大微處理器商競爭的主要領域。AMD的Opteron伺服器晶片最大耗電量95瓦特，英特爾的Xeon則在110瓦特至165瓦特間。其他元件也會耗電，但根據Barroso對低階伺服器的觀察，處理器通常佔整體耗電的50％至60％。
耗電量與散熱問題的隱憂，最早在1999年因Transmeta出現而被晶片商注意。英特爾和其他業者立即著手研究，但儘管較高效能的產品陸續出現，仍缺少一勞永逸的解決方案。雖然電腦運算的單位耗電量降低，整體的電力需求量卻持續成長。因此，散熱和其他相關元件的專業公司也享受了一股小型的繁榮景氣。
昇陽大肆宣揚Niagara的低耗電量，其他公司也不落人後。英特爾便在今年8月的英特爾開發員論壇（Intel Developer Forum）中，詳述其重塑處理器產品線，以電力效能為焦點的計畫。
Barroso說，在Google運算基礎設施構建的前三個階段中，效能幾乎雙倍成長。但由於每單位電力的效能幾乎未變，那代表電力消耗也成長了雙倍。假設伺服器耗電量每年增加20％，一台伺服器的四年電費，將高於一般低階x86伺服器的最初硬體成本 – 3,000美元，Google的資料中心幾乎都是這類機器。但Barroso表示，如果用電量每年成長50％，即使現行的電費沒有調漲，「電力成本會在（2010年）之前超越伺服器價格」。
Barroso建議的解決方法，是使用可同步執行許多執行緒的超級多執行緒處理器。他對這種途徑的稱呼「晶片多重處理器科技」，簡稱CMP，與昇陽採用的「晶片多重執行緒」相似。Barroso說：「電腦運算業已準備接受晶片多重處理作為桌面與伺服器市場的主流解決方案。」但他承認還有顯著的障礙待克服，例如CMP需要相當不同的編製途徑，工作將被細分成許多部分，才能平行和同步處理。
的確，微軟研究員Herb Sutter和James Larus在同一期ACM 的另一篇文章中寫道：「目前很難做到。不僅是因為現用的（程式）語言和工具不適合將應用軟體轉換成平行程式，最糟糕的是，同步處理需要程式設計師用人類難以接受的方式思考。」但Barroso認為，隨著程式編寫工具逐漸適應科技，和多執行緒處理器開始跟上腳步，軟體的情況也在改善中。
另一個阻礙是，業界長期聚焦的大規模個人電腦市場，並不像伺服器需要多執行緒運算。但Barroso說，CMP只是暫時的解決方案。他表示：「CMP無法單獨解決電力效能的挑戰，但可在未來兩或三個CPU世代舒緩這個問題。基礎的線路和構造創新仍是解決此長期趨勢之道。」
這種情勢對Google有害無利，該公司的服務仰賴數萬台自有伺服器。曾在Digital Equipment Corp.（簡稱DEC）設計處理器的Luiz Andre Barroso，今年9月發表在「計算機器協會」（Association Computing Machinery）刊物的文章指出：「若電力效能在未來幾年維持不變，電力成本將輕易超越硬體成本，差距可能很大。」他表示：「電腦設備用電量不斷上升到失控狀況的可能性，對整體電腦運算的承載力將產生嚴重後果，更別提對整體生態環境的傷害。」
Barroso的觀點對昇陽公司（Sun Microsystems）很受用。該公司上週二（6日）推出的Sun Fire T2000伺服器，所使用的72瓦特 UltraSparc T1 “Niagara”處理器，就比對手的產品省電。Barroso在DEC協助設計的”Piranha”處理器，雖然無緣問世，但在某些方面與Niagara類似，包括使用八個處理核心。
為解決電力問題，Barroso建議昇陽對Niagara採取的作法：可同步執行許多指令序列（執行緒）的處理器。目前一般的伺服器晶片可執行一、兩個，有時可達四個執行緒，但Niagara的八核心能同時執行32個執行緒。
電力效能早就是英特爾與超微（AMD）兩大微處理器商競爭的主要領域。AMD的Opteron伺服器晶片最大耗電量95瓦特，英特爾的Xeon則在110瓦特至165瓦特間。其他元件也會耗電，但根據Barroso對低階伺服器的觀察，處理器通常佔整體耗電的50％至60％。
耗電量與散熱問題的隱憂，最早在1999年因Transmeta出現而被晶片商注意。英特爾和其他業者立即著手研究，但儘管較高效能的產品陸續出現，仍缺少一勞永逸的解決方案。雖然電腦運算的單位耗電量降低，整體的電力需求量卻持續成長。因此，散熱和其他相關元件的專業公司也享受了一股小型的繁榮景氣。
昇陽大肆宣揚Niagara的低耗電量，其他公司也不落人後。英特爾便在今年8月的英特爾開發員論壇（Intel Developer Forum）中，詳述其重塑處理器產品線，以電力效能為焦點的計畫。
Barroso說，在Google運算基礎設施構建的前三個階段中，效能幾乎雙倍成長。但由於每單位電力的效能幾乎未變，那代表電力消耗也成長了雙倍。假設伺服器耗電量每年增加20％，一台伺服器的四年電費，將高於一般低階x86伺服器的最初硬體成本 – 3,000美元，Google的資料中心幾乎都是這類機器。但Barroso表示，如果用電量每年成長50％，即使現行的電費沒有調漲，「電力成本會在（2010年）之前超越伺服器價格」。
Barroso建議的解決方法，是使用可同步執行許多執行緒的超級多執行緒處理器。他對這種途徑的稱呼「晶片多重處理器科技」，簡稱CMP，與昇陽採用的「晶片多重執行緒」相似。Barroso說：「電腦運算業已準備接受晶片多重處理作為桌面與伺服器市場的主流解決方案。」但他承認還有顯著的障礙待克服，例如CMP需要相當不同的編製途徑，工作將被細分成許多部分，才能平行和同步處理。
的確，微軟研究員Herb Sutter和James Larus在同一期ACM 的另一篇文章中寫道：「目前很難做到。不僅是因為現用的（程式）語言和工具不適合將應用軟體轉換成平行程式，最糟糕的是，同步處理需要程式設計師用人類難以接受的方式思考。」但Barroso認為，隨著程式編寫工具逐漸適應科技，和多執行緒處理器開始跟上腳步，軟體的情況也在改善中。
另一個阻礙是，業界長期聚焦的大規模個人電腦市場，並不像伺服器需要多執行緒運算。但Barroso說，CMP只是暫時的解決方案。他表示：「CMP無法單獨解決電力效能的挑戰，但可在未來兩或三個CPU世代舒緩這個問題。基礎的線路和構造創新仍是解決此長期趨勢之道。」