如今，很多服務(wù)器廣告上都宣稱自己的產(chǎn)品如何如何節(jié)能，毫無疑問，隨著技術(shù)的發(fā)展，廣告上所說的節(jié)能指標(biāo)是可以達(dá)到的，但是服務(wù)器需要與操作系統(tǒng)、節(jié)能軟件（在負(fù)載平衡的狀態(tài)下來控制使用哪一內(nèi)核而哪一內(nèi)核停工）相協(xié)調(diào)。為了探尋如何調(diào)優(yōu)服務(wù)器、操作系統(tǒng)和管理軟件之間的關(guān)系，我們分別用Windows Server 2008和Linux在不同服務(wù)器上進(jìn)行了測試。

　　在這一測試中，我們將能耗作為判定是Windows Server 2008還是Linux系統(tǒng)才是真正更"綠色"操作系統(tǒng)。隨著能源的價(jià)格越來越高，與操作系統(tǒng)相配合上市的節(jié)能裝置將在企業(yè)的節(jié)能計(jì)劃中占據(jù)核心位置。

　　我們采用Windows Server 2008操作系統(tǒng)的企業(yè)版、紅帽的Linux (RHEL) 5.1和SUSE Enterprise Linux 10 SP1在四臺(tái)通用1U服務(wù)器--一臺(tái)是戴爾的服務(wù)器，一臺(tái)是IBM的，還有兩臺(tái)是惠普的--上進(jìn)行了多次能耗測試。測試結(jié)果顯示W(wǎng)indows Server 2008在少量測試中能耗略少，而紅帽的Linux (RHEL) 5.1操作系統(tǒng)則在測試中顯示出節(jié)能量。

　　Windows和Linux操作系統(tǒng)設(shè)置的變化（選擇更高能效的服務(wù)器還是選擇性能更好的服務(wù)器？）對整個(gè)服務(wù)器能耗產(chǎn)生了影響。但是還有其他眾多因素會(huì)對能耗產(chǎn)生影響，比如你的服務(wù)器的工作負(fù)載、你是否采用了虛擬機(jī)系統(tǒng)管理程序來支持單一物理服務(wù)器的多操作系統(tǒng)。

　　如何一種測試的優(yōu)勢將隨著操作系統(tǒng)與先進(jìn)的服務(wù)器芯片的同步發(fā)展而逐漸消失，而當(dāng)前出于節(jié)能的目的將操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件進(jìn)行更緊密連接的附加技術(shù)已在業(yè)內(nèi)流行。

　　部分當(dāng)前綠色操作系統(tǒng)的困難在于操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的連接，以使系統(tǒng)消耗的能源更少但卻不影響其對于應(yīng)用軟件的性能支持。

　　在我們的測試中，我們發(fā)現(xiàn)CPU是節(jié)能的核心技術(shù)部件，其是實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)協(xié)助減少服務(wù)器能源消耗的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前僅有IBM x3550和HP DL-360 G5實(shí)現(xiàn)了理想的能源節(jié)約。在我們六周前進(jìn)行的測試中顯示：HP DL-160和Dell 1950服務(wù)器需要進(jìn)行部分升級以配合Windows 2008和Linux 的功能。

　　而要將企業(yè)服務(wù)器轉(zhuǎn)變成綠色服務(wù)器的確不是件容易的事。

　　CPU節(jié)能

　　無論是哪款操作系統(tǒng)，Windows或是Linux，節(jié)能的形式是控制CPU以實(shí)現(xiàn)負(fù)載量為零期間服務(wù)器停止運(yùn)行。使硬盤進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)是另一實(shí)現(xiàn)Windows操作系統(tǒng)服務(wù)器節(jié)能的主要方式。

　　盡管Linux桌面系統(tǒng)可以采用Advanced Configuration和Advanced Configuration的規(guī)格--用于筆記本電腦而非服務(wù)器--而紅帽和Novell尚未在我們測試的服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)此功能。

　　一些芯片有自動(dòng)降低頻率的功能，而其他（特別是2007之前的已過時(shí)芯片）芯片通常在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期都全速運(yùn)行。僅在過去的三年中英特爾、AMD、Via Technology和其他廠商就發(fā)布了CPU轉(zhuǎn)速在快（耗能較多）和慢（耗能較少）之間進(jìn)行循環(huán)的x86服務(wù)器處理器。

　　用于測試的系統(tǒng)是與英特爾Xeon多核CPU--可實(shí)現(xiàn)CPU自動(dòng)降頻，但是正如我們之前所說，服務(wù)器的BIOS和固件必須升級到才可支持這一技術(shù)。IBM x3550和HP DL-160服務(wù)器只裝載了一個(gè)的四核CPU，而Dell 1950和HP DL360G5服務(wù)器則每個(gè)裝載了兩個(gè)四核CPU。

　　在我們測試的四個(gè)系統(tǒng)中，降頻可切實(shí)節(jié)約能源，但是系統(tǒng)中眾多其他電子元件仍處于運(yùn)行狀態(tài)，因此仍在消耗能源。因?yàn)橄到y(tǒng)必須響應(yīng)服務(wù)器應(yīng)用軟件的需求，其至少需要保證管理應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)和其他外圍服務(wù)器需求的元件正常運(yùn)行。這一少能耗量是在停止運(yùn)行狀態(tài)（除了部分必要元件運(yùn)行外）下的測試結(jié)果。

　　從節(jié)能的角度考慮，操作系統(tǒng)必須使CPU減速以達(dá)到這一小能耗狀態(tài)， Linux和Windows操作系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)了這一技術(shù)。然而，這是Linux的一個(gè)tickless版本，其顯示出了節(jié)能的特性。系統(tǒng)的時(shí)間分隔是操作系統(tǒng)用來進(jìn)行運(yùn)行排列的，而每一個(gè)都會(huì)打斷CPU運(yùn)行。當(dāng)前認(rèn)為Linux內(nèi)核的tickless版本對于CPU的中斷次數(shù)減少，但是并不是我們所測試的 Linux所發(fā)行內(nèi)核產(chǎn)品的一部分，盡管未來這一附件將并入紅帽和SUSE的產(chǎn)品中。

　　選擇何種級別的服務(wù)器即可保證"綠色"

　　在測試系統(tǒng)裝配和運(yùn)行之前，我們與Novell/SUSE，紅帽以及微軟談?wù)摿烁髯缘木G色系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　Windows Server 2008和Windows Vista節(jié)能模式從本質(zhì)上看是一樣的，都是通過實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)減速，增加休眠區(qū)域，特別是減少了CPU和硬盤的能耗而實(shí)現(xiàn)整體節(jié)能。這些模式結(jié)合Advanced Configuration和Power Interface V3，更多的是用于個(gè)人電腦而非用于服務(wù)器應(yīng)用軟件。

　　對于Windows系統(tǒng)的節(jié)能有三個(gè)解決方案--能源節(jié)約，平衡和提高性能，具體方案取決于Windows 控制臺(tái)的功率設(shè)置選擇。這些選擇也可通過Active Directory群組政策強(qiáng)制執(zhí)行。一個(gè)項(xiàng)目，powercfg.exe也可協(xié)助建立高度細(xì)節(jié)化性能政策設(shè)置，但是在實(shí)施過程中需要一直改進(jìn)，這已經(jīng)超過了此項(xiàng)測試的范圍。

　　我們選擇測試Windows的能源節(jié)約（Windows Power Savings）和高性能（High Performance）這兩個(gè)節(jié)能方案，因?yàn)槠淇商峁㎜inux系統(tǒng)下能耗參數(shù)可比性。

　　Linux 2.6內(nèi)核（與RHEL 5.1和SUSE Enterprise Linux 10一起上市）的節(jié)能選擇重心放在通過一個(gè)被稱為cpufreq的內(nèi)核模塊來減慢CPU轉(zhuǎn)速。

　　我們可以首先在所有節(jié)能模式（由cpufreq模塊支持）下測試所有服務(wù)器以確定那一款服務(wù)器是對我們的測試適合的。我們?yōu)闇p速節(jié)能測試選擇了性能的，而為能源節(jié)約模式選擇了需求量的。

　　我們沒有選擇保守模式，因?yàn)槠錇榉?wù)器引入了隨機(jī)的非必要停工，24/7的運(yùn)轉(zhuǎn)服務(wù)。同時(shí)我們沒有選擇能源節(jié)約模式因?yàn)槠錅p緩了處理器速度，并且減緩了所有組件的運(yùn)行速度

　　如有需要，Linux的cpufreq內(nèi)核模塊和Windows的動(dòng)力設(shè)置可以轉(zhuǎn)為動(dòng)態(tài)，盡管我們在測試過程中未進(jìn)行更改。

　　我們選擇了兩個(gè)測試以測量能耗。項(xiàng)測試是一臺(tái)服務(wù)器空轉(zhuǎn)測試：每個(gè)操作系統(tǒng)和硬件組分別在運(yùn)行模式和每個(gè)操作系統(tǒng)均處于節(jié)能模式下空轉(zhuǎn)四個(gè)小時(shí)。第二項(xiàng)是服務(wù)器運(yùn)行測試：測量負(fù)載狀態(tài)下的能耗，在四個(gè)小時(shí)的測試中，分別在運(yùn)行模式和節(jié)能模式下，我們持續(xù)給每臺(tái)服務(wù)器和操作系統(tǒng)組發(fā)送電子郵件。

　　運(yùn)行測試采用了電子郵件測試工具給服務(wù)器和操作系統(tǒng)組持續(xù)發(fā)送電子郵件的方式。兩個(gè)Linux發(fā)行版本中，我們采用sendmail/procmail 作為有一千個(gè)用戶的郵件傳輸服務(wù)器。我們在Windows 2008 Enterprise Server Edition企業(yè)級服務(wù)器版本下安裝了Microsoft Exchange Server 2007，同樣引入了一千個(gè)用戶，用同樣的方式采用測試工具發(fā)送郵件。我們將操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件選擇采用的內(nèi)核數(shù)目設(shè)置為缺省。

　　測試結(jié)果概述

　　采用IBM x3550、HP DL360G5和Dell 1950服務(wù)器，我們在閑置和運(yùn)行兩種狀態(tài)下測試了兩次：一次是設(shè)置為高性能模式；一次是設(shè)置為節(jié)能模式。對于HP DL-160G5服務(wù)器，我們無法實(shí)現(xiàn)其在節(jié)能狀態(tài)下運(yùn)行，因?yàn)槊慨?dāng)我們調(diào)節(jié)到節(jié)能模式，服務(wù)器就瀕臨崩潰。惠普稱這一問題在測試發(fā)布時(shí)會(huì)得到解決。

　　處于閑置的眾多狀態(tài)中，Windows Server 2008消耗的能源略高于同一臺(tái)服務(wù)器上Linux系統(tǒng)消耗的量。例外的是當(dāng)Windows Server 2008運(yùn)行在節(jié)能模式下的戴爾服務(wù)器上，其消耗的電能比Linux系統(tǒng)少3%。

　　我們已經(jīng)注意到在大多數(shù)情況下，RHEL比Windows Server 2008系統(tǒng)節(jié)約更多的電能，其也比停工模式下的其他Linux系統(tǒng)消耗更少電能。

　　在運(yùn)行測試中，Windows Server 2008運(yùn)行在戴爾服務(wù)器上，節(jié)能模式下，平均消耗的電能比運(yùn)行于同一臺(tái)服務(wù)器上的Linux系統(tǒng)高出7%。但是在IBM和HP DL-360G5服務(wù)器上運(yùn)行時(shí)，Windows Server 2008消耗的電能則與在同一臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行的Linux消耗的電能差不多。

　　當(dāng)運(yùn)行在高性能模式下時(shí)，Windows Server 2008消耗的電能比Linux所消耗的量多11%。這說明，Windows Server 2008在HP DL-160G5服務(wù)器上的能耗等級，平均消耗電能比Linux系統(tǒng)低6.5瓦。
　　
　　對服務(wù)器的影響

　　服務(wù)器制造商給我們的測試提供了1U的服務(wù)器，但是有多種類型的CPU和磁盤結(jié)構(gòu)。整體來看，從節(jié)能功率來看，節(jié)能多和少的服務(wù)器差距并不令人吃驚。

　　我們并非讓系統(tǒng)處于內(nèi)核狀態(tài)，而是更關(guān)注操作系統(tǒng)的細(xì)節(jié)問題。細(xì)節(jié)問題顯示測試中所有內(nèi)核在停工模式下均出現(xiàn)了運(yùn)行情況。

　　IBM的x3550是節(jié)能的一款，無論是在CPU主頻方面，還是在動(dòng)力消耗方面。在閑置狀態(tài)下，無論是在高性能模式還是節(jié)能模式中，三個(gè)操作系統(tǒng)的節(jié)能區(qū)別低于兩瓦，在運(yùn)行測試中，系統(tǒng)和性能相協(xié)調(diào)的情況下，除了 Windows Server 2008所消耗電能為87.8瓦，其他兩個(gè)系統(tǒng)的情況為：SUSE消耗的為79.6瓦，而RHEL消耗的為78.3瓦。
　
　　雙路四核Dell 1950服務(wù)器能耗是的，但是由于核數(shù)多，其處理能力高于其他服務(wù)器。在靜止測試中，設(shè)置與性能相協(xié)調(diào)，紅帽產(chǎn)品不合乎邏輯地消耗了比其在節(jié)能模式下更多的能源，但是同時(shí)，隨后的結(jié)果是合乎邏輯的，并且與此設(shè)置下預(yù)計(jì)的情況相同。

　　在靜止測試中，HP DL-160沒有顯示出很大的區(qū)別，這使得Windows 2008 Server由于性能而在運(yùn)行模式的測試中獲勝。

　　總結(jié)

　　微軟，紅帽和Novell/SUSE每家公司都在廣泛宣傳其節(jié)能和綠色產(chǎn)品。然而，我們必須努力使得其他產(chǎn)品與固件的發(fā)展水平相協(xié)調(diào)，BIOS和其他組件的升級是必須的，這樣才可達(dá)到測試中所實(shí)現(xiàn)的節(jié)能量。與服務(wù)器的節(jié)能狀態(tài)相協(xié)調(diào)可更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，但與此同時(shí)，一個(gè)新的問題出現(xiàn)了：冗余服務(wù)器的管理原則要求我們控制結(jié)構(gòu)變量的復(fù)雜度。

　　從我們的測試結(jié)果可以看出，Linux系統(tǒng)贏得了更"綠色"的稱號，比Windows Server 2008系統(tǒng)的節(jié)能能力高出12個(gè)百分點(diǎn)。但必須指出：我們測試結(jié)果是在特定硬件環(huán)境的限定下進(jìn)行的。