基于性能測(cè)試軟件的服務(wù)器功耗實(shí)測(cè)研究

徐鑫 白雪蓮 金超強(qiáng)

(重慶大學(xué)土木工程學(xué)院 重慶 400000)

過去的二十年，人們對(duì)于數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和傳輸需求不斷增加，伴隨著計(jì)算機(jī)和電子信息技術(shù)的同步發(fā)展，數(shù)據(jù)中心行業(yè)爆發(fā)性增長。2018年中國數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)業(yè)務(wù)總規(guī)模為1 228 億元，占全球市場(chǎng)規(guī)模的19.64%，總機(jī)架數(shù)為271.06 萬架，預(yù)計(jì)2021年，中國數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)達(dá)到2 769.6 億元，增速超過30%，中國將成為世界數(shù)據(jù)資源大國和全球數(shù)據(jù)中心[1－3]。數(shù)據(jù)中心能耗也逐年增加，2019年中國數(shù)據(jù)中心總用電量為1 748 億kW·h，占全社會(huì)總用電量的2.4%[4]。數(shù)據(jù)中心的高能耗帶來高昂的運(yùn)營成本和環(huán)境問題，相關(guān)行業(yè)也越來越重視數(shù)據(jù)中心的節(jié)能工作。

數(shù)據(jù)中心的總能耗由IT(information technology)設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和附屬設(shè)備等能耗組成。IT 設(shè)備能耗和空調(diào)系統(tǒng)能耗分別占總能耗的45%和40%[4－5]，是大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心的耗能大戶。其中IT 設(shè)備的能耗主要由服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及配電設(shè)備組成，其中服務(wù)器的能耗占IT 設(shè)備總能耗的70% ～80%[6]。服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部所有數(shù)據(jù)的計(jì)算、處理及存儲(chǔ)工作，是數(shù)據(jù)中心能源的主要消耗者，同時(shí)也是數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷的主要來源。因此研究服務(wù)器功耗模型對(duì)數(shù)據(jù)中心能耗預(yù)測(cè)具有重大意義。在現(xiàn)有的研究中，通過性能測(cè)試軟件對(duì)服務(wù)器進(jìn)行測(cè)試，從而擬合得到服務(wù)器功耗模型是常用的研究方法。目前常用的性能測(cè)試軟件有:Lookbusy、Stress等Linux 系統(tǒng)下的測(cè)試軟件，以及SPEC(standard performance evaluation corporation)標(biāo)準(zhǔn)性能評(píng)估組織開發(fā)的針對(duì)高性能計(jì)算機(jī)的一系列測(cè)試套件。表1中歸納了部分功耗模型及其測(cè)試軟件等信息。R.Basmadjian 等[7]利用Lookbusy 軟件以CPU 電壓、頻率、內(nèi)存頻率、硬盤讀寫速率以及風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為變量建立了針對(duì)塔式和機(jī)架式服務(wù)器的加法功耗模型。P.Garraghan 等[8]利用SPECpower_ssj 2008( 簡(jiǎn)稱SPECpower)，以服務(wù)器的產(chǎn)熱和散熱作為分析依據(jù)，認(rèn)為服務(wù)器的功耗模型包括IT 組件以及散熱組件兩部分。R.Kavanagh 等[9]利用Stress 程序，僅基于CPU 利用率來估算整個(gè)系統(tǒng)的功耗，利用線性回歸建立了功耗模型并提供了應(yīng)用于虛擬機(jī)的模型。Wang Yewan 等[10]利用服務(wù)器能效測(cè)試工具，考慮了環(huán)境溫度的影響，分析了服務(wù)器進(jìn)風(fēng)溫度與功率增量之間的關(guān)系。G.Dhiman 等[11]根據(jù)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部服務(wù)器的工作狀態(tài)，利用SPEC2000 測(cè)試套件將服務(wù)器功耗表示為基準(zhǔn)功率和有功功率之和。A.Kansal等[12]以CPU 利用率、LLC(last level cache)丟失次數(shù)以及讀寫字節(jié)數(shù)為變量，同時(shí)考慮CPU、硬盤等組件的利用率，建立了功耗模型。

表1 服務(wù)器功耗模型Tab.1 Server power consumption models

Jin Chaoqiang 等[13]對(duì)現(xiàn)有功耗模型進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明CPU 利用率是功耗模型中使用最廣泛的指標(biāo)。并且在CPU 密集型工作負(fù)載中，基于CPU 利用率建立的簡(jiǎn)單回歸模型可以提供合理的預(yù)測(cè)精度[10]，說明在此應(yīng)用場(chǎng)景中服務(wù)器功耗的主要消費(fèi)者為CPU。如表1所示，為了準(zhǔn)確得到服務(wù)器的功耗，研究者們利用不同測(cè)試軟件，選取服務(wù)器不同工作參數(shù)為變量，建立功耗模型。但在測(cè)試軟件的選擇上較為隨意，且目前尚無對(duì)于不同軟件測(cè)試結(jié)果的對(duì)比分析。服務(wù)器作為數(shù)據(jù)中心能源管理和熱管理的基本單元，其功耗直接決定數(shù)據(jù)中心的整體能耗和空調(diào)系統(tǒng)的冷卻負(fù)荷。準(zhǔn)確的服務(wù)器功耗模型可以應(yīng)用在服務(wù)器及其集群的能源管理和冷卻系統(tǒng)的配置管理中?；诜?wù)器功耗模型和虛擬化技術(shù)，管理者可以將工作負(fù)載分配到指定的服務(wù)器中，其他服務(wù)器則可依據(jù)任務(wù)需求關(guān)閉電源或進(jìn)入休眠模式，進(jìn)而減少服務(wù)器的總功耗[14]。數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的供需匹配是節(jié)約制冷能耗的關(guān)鍵，依據(jù)服務(wù)器功耗模型，可以準(zhǔn)確計(jì)算IT 設(shè)備的冷卻需求，保證其在所需的環(huán)境中正常工作，并避免在設(shè)計(jì)和運(yùn)行階段中造成冷卻能力浪費(fèi)。因此本文針對(duì)以CPU 計(jì)算為主的應(yīng)用場(chǎng)景搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)，保持服務(wù)器進(jìn)風(fēng)溫度恒定以避免IT 設(shè)備熱效應(yīng)帶來的誤差，利用Lookbusy、Stress 和SPECpower 三款性能測(cè)試軟件，分析不同測(cè)試軟件造成的服務(wù)器功耗差異及其影響因素。

1 服務(wù)器負(fù)載及性能測(cè)試軟件的分類

1.1 服務(wù)器負(fù)載類型

因不同行業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)要求不同，服務(wù)器的負(fù)載類型也不同。如表2所示，服務(wù)器負(fù)載可分為科學(xué)研究、數(shù)據(jù)分析、業(yè)務(wù)處理、云數(shù)據(jù)、可視化和音頻、通信及存儲(chǔ)等類型[13]。在服務(wù)器執(zhí)行不同的工作任務(wù)時(shí)，對(duì)內(nèi)部組件的要求和利用率也不同，這會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器功耗的差異。科學(xué)研究、數(shù)據(jù)分析等業(yè)務(wù)對(duì)于CPU 的利用率較高，且隨著CPU 多核心、超線程等技術(shù)的發(fā)展，服務(wù)器功耗必將快速增加。而通信及存儲(chǔ)業(yè)務(wù)的硬盤及I/O 利用率高，但硬盤和I/O 的功耗占服務(wù)器總功耗的比例較低，功耗增長趨勢(shì)也較緩慢[15]。因此以CPU 計(jì)算為主要應(yīng)用場(chǎng)景的服務(wù)器迅速發(fā)展，造成服務(wù)器整體功耗的增加，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)中心的制冷系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

表2 常見負(fù)載類型對(duì)IT 設(shè)備的利用率[13]Tab.2 Common load types utilization of IT equipment[13]

1.2 性能測(cè)試軟件

Lookbusy 和Stress 為Linux 系統(tǒng)的性能測(cè)試軟件，可以通過不同命令改變CPU、內(nèi)存、I/O、硬盤等組件的利用率，從而測(cè)試服務(wù)器的性能。

SPEC 是一個(gè)全球性的第三方非營利性組織，致力于建立、維護(hù)和認(rèn)證一套應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化基準(zhǔn)評(píng)測(cè)套件。SPEC 組織開發(fā)基準(zhǔn)測(cè)試套件，在完成測(cè)試并經(jīng)過檢驗(yàn)后會(huì)在SPEC 網(wǎng)站上公開測(cè)試結(jié)果。

SPEC 基準(zhǔn)測(cè)試套件包含云、中央處理Java 客戶端/服務(wù)器、存儲(chǔ)、功率、虛擬化等。其中SPECpower是業(yè)界第一個(gè)用于測(cè)量單節(jié)點(diǎn)和多節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的性能以及功耗的測(cè)試軟件。由于服務(wù)器在絕大部分時(shí)間內(nèi)都處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，IT 從業(yè)者采取了一系列措施降低服務(wù)器處于低負(fù)載時(shí)的功耗。而SPECpower 采用了一種測(cè)試方法，可以測(cè)試各種系統(tǒng)負(fù)載下的性能以及功耗從而衡量服務(wù)器工作的能效。SPECpower 與Lookbusy、Stress 等軟件的不同之處是在確定服務(wù)器負(fù)載時(shí)，SPECpower 會(huì)通過3 次校準(zhǔn)測(cè)試確定該服務(wù)器的最大負(fù)載，然后根據(jù)校準(zhǔn)得到最大負(fù)載計(jì)算對(duì)應(yīng)的目標(biāo)負(fù)載。因此，SPECpower 的軟件利用率不能與Stress、Lookbusy 軟件一樣代表CPU 的實(shí)際利用率，SPECpower 軟件利用率表示整個(gè)服務(wù)器的目標(biāo)負(fù)載與校準(zhǔn)所得最大負(fù)載的比值。SPECpower 測(cè)試同樣考慮了環(huán)境溫度對(duì)于IT 設(shè)備功耗以及性能的影響，環(huán)境溫度的測(cè)量是一份完整版測(cè)試報(bào)告的必要條件。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)分為測(cè)試服務(wù)器和控制主機(jī)，測(cè)試服務(wù)器為一臺(tái)Dell PowerEdge R740 機(jī)架式服務(wù)器，其配置規(guī)格如表3所示?？刂浦鳈C(jī)為1 臺(tái)筆記本電腦，用來向服務(wù)器發(fā)送指令并收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。測(cè)試主機(jī)和控制主機(jī)之間利用網(wǎng)線通過IPMI(intelligent platform management interface)智能平臺(tái)管理端口連接，服務(wù)器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過Zabbix 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及Dell 服務(wù)器自帶的iDRAC(integrated dell remote access controller)戴爾集成遠(yuǎn)程控制器進(jìn)行收集。Zabbix 系統(tǒng)每隔2 s會(huì)自動(dòng)采集并存儲(chǔ)服務(wù)器的功耗數(shù)據(jù)，其精度為2 W。R.Kavanagh 等[16]發(fā)現(xiàn)由于IPMI 的功率傳感器分辨率較低，會(huì)導(dǎo)致Zabbix 系統(tǒng)的功耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和功率計(jì)實(shí)測(cè)讀數(shù)之間存在偏差。為檢驗(yàn)IPMI 讀數(shù)的準(zhǔn)確性，在服務(wù)器側(cè)安裝了功率計(jì)，其測(cè)量范圍為0.5～4 400 W，精度等級(jí)為1 級(jí)，讀取測(cè)試期間服務(wù)器的平均功率與IPMI 的功耗數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。同時(shí)服務(wù)器進(jìn)風(fēng)側(cè)也設(shè)置了3 枚K 型熱電偶記錄服務(wù)器進(jìn)風(fēng)溫度，測(cè)溫范圍為－40～1 100 ℃，誤差±1.5℃，每10 s 采集一次數(shù)據(jù)，保持服務(wù)器進(jìn)風(fēng)溫度恒定且處于標(biāo)準(zhǔn)推薦范圍內(nèi)，避免環(huán)境溫度的大幅波動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成誤差。在Lookbusy、Stress 和SPECpower 測(cè)試期間，服務(wù)器進(jìn)風(fēng)平均溫度分別為22.9 ℃、22.1℃和23.1 ℃。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)流程如圖1、圖2所示。

表3 測(cè)試服務(wù)器配置表Tab.3 Test server configuration

圖1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)Fig.1 Experimental platfor m

圖2 實(shí)驗(yàn)流程Fig.2 Experimental flow

分別采用SPECpower、Lookbusy 和Stress 軟件在測(cè)試服務(wù)器上生成負(fù)載，負(fù)載范圍為0%～100%(以10%為增量)。在實(shí)驗(yàn)過程中，Lookbusy 和Stress 軟件在每個(gè)負(fù)載水平下穩(wěn)定運(yùn)行5 min 后改變工況；SPECpower 由軟件自行完成一次測(cè)試。記錄不同負(fù)載下服務(wù)器的功耗、進(jìn)風(fēng)量、進(jìn)風(fēng)溫度以及服務(wù)器的工作參數(shù)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 軟件利用率和CPU 利用率的關(guān)系

圖3所示為服務(wù)器CPU 實(shí)際利用率與測(cè)試軟件利用率的差異?？梢园l(fā)現(xiàn)Lookbusy 和Stress 軟件CPU 利用率的實(shí)測(cè)值和設(shè)置值基本一致，滿足測(cè)試要求。Lookbusy 可以通過命令改變CPU 的利用率，其偏差在0.8%以內(nèi)。由于Stress 只能啟動(dòng)整數(shù)個(gè)線程，然后使用任務(wù)集將其映射到物理主機(jī)的CPU 中。因此在確定的CPU 利用率所需要的線程數(shù)目不為整數(shù)時(shí)，會(huì)存在偏差，但最大偏差在1.5% 以內(nèi)。SPECpower 的軟件利用率與CPU 實(shí)際利用率之間呈二次多項(xiàng)式關(guān)系，其擬合多項(xiàng)式的相關(guān)指數(shù)R2＝0.993，CPU 的實(shí)際利用率的增量隨SPECpower 軟件利用率的升高而逐步增大。

圖3 軟件利用率與CPU 利用率的差異Fig.3 The utilization difference between software and CPU

由于SPECpower 軟件的利用率同CPU 利用率并不相同，為確定相同CPU 利用率下因測(cè)試軟件不同造成的功耗差異，利用SPECpower 利用率與CPU 利用率之間的關(guān)系，采用插值的方法獲得某一確定CPU 利用率下的服務(wù)器功耗及其他工作參數(shù)。

3.2 服務(wù)器功耗與CPU 利用率的關(guān)系

圖4所示為測(cè)試過程中功率計(jì)的讀數(shù)與IPMI 監(jiān)測(cè)的功耗數(shù)據(jù)的差異?？梢园l(fā)現(xiàn)，在服務(wù)器處于低負(fù)載時(shí)，IPMI 數(shù)據(jù)與功率計(jì)讀數(shù)偏差較大，最大可達(dá)10%。二者差異隨CPU 利用率的增長先降低后升高。在服務(wù)器CPU 利用率為40%～80%時(shí)，IPMI 和功率計(jì)的功耗數(shù)據(jù)基本吻合，偏差在5%之內(nèi)，最小僅為0.38%。隨服務(wù)器CPU 利用率的繼續(xù)增長，二者偏差略微上升，在CPU 滿載時(shí)IPMI 和功率計(jì)的偏差為4%。雖然IPMI 功耗傳感器分辨率較低，導(dǎo)致二者監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在偏差，但I(xiàn)PMI 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的偏差對(duì)三款測(cè)試軟件造成的影響基本一致，且在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部利用直連功率計(jì)確定每臺(tái)服務(wù)器的功耗是不現(xiàn)實(shí)的，IPMI 數(shù)據(jù)也更易獲取和收集。因此在不同工況的對(duì)比測(cè)試中使用IPMI 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和討論是完全可行的。

圖4 IPMI 與功率計(jì)讀數(shù)差異Fig.4 The reading difference of IPMI and power meter

服務(wù)器功耗隨CPU 利用率的變化如圖5所示。實(shí)驗(yàn)開始前服務(wù)器的待機(jī)功耗為156 W，約占滿載功耗的50%。實(shí)驗(yàn)過程中服務(wù)器功耗隨CPU 利用率的增長逐步趨于平緩。但在相同CPU 利用率下服務(wù)器的功耗隨負(fù)載軟件的不同而存在較大差異，除待機(jī)工況外，Stress 軟件的測(cè)試功耗最高，SPECpower 次之，Lookbusy 軟件測(cè)試功耗最低。在CPU 利用率為100%時(shí)，Lookbusy 功耗為286 W，為SPECpower 軟件測(cè)試滿載功耗313 W 的91.4%，Stress 軟件測(cè)試滿載功耗338 W 的84.6%?？梢园l(fā)現(xiàn)，即使負(fù)載軟件的選擇不同，但服務(wù)器功耗隨CPU 利用率變化的整體趨勢(shì)是一致的。相同CPU 利用率下服務(wù)器功耗的差異是由服務(wù)器工作參數(shù)的不同所導(dǎo)致。

圖5 服務(wù)器功耗隨CPU 利用率的變化Fig.5 Server power consumption changes with CPU utilization

為了確定不同測(cè)試軟件造成的服務(wù)器功耗差異，對(duì)負(fù)載穩(wěn)定時(shí)服務(wù)器的平均進(jìn)風(fēng)量、CPU 平均溫度及服務(wù)器其他組件利用率隨CPU 利用率的變化進(jìn)行分析。如圖6所示，在進(jìn)風(fēng)溫度穩(wěn)定的狀態(tài)下，SPECpower 和Lookbusy 的實(shí)驗(yàn)過程中服務(wù)器的風(fēng)量約為109 m3/h，且全程基本保持穩(wěn)定；Stress 軟件在實(shí)驗(yàn)過程中服務(wù)器的進(jìn)風(fēng)量隨CPU 利用率和溫度的變化而改變，在CPU 利用率大于30%后，因CPU 溫度劇烈上升至80 ℃，導(dǎo)致服務(wù)器的進(jìn)風(fēng)量和風(fēng)扇功耗顯著增加。

圖6 服務(wù)器進(jìn)風(fēng)量隨CPU 利用率的變化Fig.6 Server air intake changes with CPU utilization

圖7所示為服務(wù)器CPU 溫度隨CPU 利用率的變化情況，在3 組實(shí)驗(yàn)中服務(wù)器CPU 的溫度并不相同。而服務(wù)器CPU 的溫度越高，其能耗也越大，且CPU 的溫度不僅影響服務(wù)器的進(jìn)風(fēng)量，也會(huì)產(chǎn)生較大的泄漏電流，導(dǎo)致能源的浪費(fèi)。有研究表明，當(dāng)芯片溫度達(dá)到85 ℃時(shí)，無效的漏電占CPU 總耗電的一半。因此CPU 溫度的不同也是導(dǎo)致測(cè)試功耗不同的原因之一。減少泄漏電流的有效方法是降低芯片溫度，通過冷卻降低芯片溫度，可以有效減少漏電部分損失，大幅度減少泄露電流，從而很大程度上降低芯片的耗電量，提高信號(hào)等電子傳送效率[4]。但大幅度降低IT 設(shè)備電子元件的工作溫度，勢(shì)必會(huì)引起冷卻系統(tǒng)能耗的增加，因此需要在保證IT 設(shè)備高效工作的前提下，降低冷卻能耗，達(dá)到數(shù)據(jù)中心整體能效的最優(yōu)化。

圖7 服務(wù)器CPU 溫度隨CPU 利用率的變化Fig.7 Server CPU temperature changes with CPU utilization

因服務(wù)器的主要負(fù)載是CPU 計(jì)算，且在實(shí)驗(yàn)過程中I/O 讀寫速率均未超過50 KB/sec，其產(chǎn)生的功耗差距可以忽略不計(jì)。而對(duì)于內(nèi)存而言，不同負(fù)載軟件所調(diào)用的內(nèi)存大小差異明顯，實(shí)驗(yàn)過程中內(nèi)存利用率隨CPU 利用率的變化如圖8所示。在Lookbusy 和Stress 實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)存利用率全程均穩(wěn)定在5%，而在SPECpower 實(shí)驗(yàn)中，服務(wù)器內(nèi)存利用率則全程穩(wěn)定在71%。根據(jù)每個(gè)通道DIMM(dual inline memory modules)的數(shù)目、容量及運(yùn)行頻率，內(nèi)存條的功率通常在4～15 W 之間[17]。在測(cè)試過程中，服務(wù)器內(nèi)存利用率不隨CPU 利用率的變化而改變，即內(nèi)存功率為定值。因此測(cè)試軟件對(duì)于內(nèi)存的利用程度會(huì)對(duì)服務(wù)器的穩(wěn)定功耗產(chǎn)生一定影響。但在以CPU 計(jì)算為主要應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，不同工況時(shí)服務(wù)器進(jìn)風(fēng)量與CPU 溫度之間的差異對(duì)于服務(wù)器功耗變化所造成的影響更大。

圖8 服務(wù)器內(nèi)存隨CPU 利用率的變化Fig.8 Server memory changes with CPU utilization

在三組實(shí)驗(yàn)中，Stress 軟件測(cè)試功耗明顯高于其余兩款的原因是Stress 作為Linux 壓力測(cè)試軟件，會(huì)對(duì)服務(wù)器運(yùn)行的穩(wěn)定性提出更高要求，檢驗(yàn)服務(wù)器在CPU溫度升高時(shí)風(fēng)量能否匹配，服務(wù)器能否正常運(yùn)行。因此，在利用Stress 軟件進(jìn)行測(cè)試時(shí)，CPU 溫度更高，而更高的CPU 溫度會(huì)導(dǎo)致更大的泄露電流和服務(wù)器風(fēng)扇功耗。雖然Stress 軟件對(duì)于內(nèi)存利用率較低，但是在以CPU 計(jì)算為主的應(yīng)用場(chǎng)景中，CPU 的功耗和風(fēng)扇的功耗均大于內(nèi)存。而Lookbusy 和SPECpower 軟件實(shí)驗(yàn)中服務(wù)器的進(jìn)風(fēng)量保持恒定，其功耗差異產(chǎn)生的原因是SPECpower 作為綜合負(fù)載測(cè)試軟件，會(huì)根據(jù)服務(wù)器的硬件配置確定最大負(fù)載，對(duì)各組件均進(jìn)行調(diào)用，而不僅限于CPU。在SPECpower 實(shí)驗(yàn)中CPU 溫度更高，其泄漏電流和功耗都更大，且SPEC 可以調(diào)用71%的內(nèi)存執(zhí)行任務(wù)，也會(huì)增加一部分功耗，導(dǎo)致服務(wù)器的整體能耗高于Lookbusy 實(shí)驗(yàn)工況。

4 結(jié)論

本文利用Lookbusy、Stress、SPEC power 三種測(cè)試軟件，研究了在以CPU 計(jì)算為主的應(yīng)用場(chǎng)景中，測(cè)試軟件不同導(dǎo)致的服務(wù)器功耗差異及其原因，得到結(jié)論如下:

1)隨服務(wù)器負(fù)載水平的不同，IPMI 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與功率計(jì)讀數(shù)的偏差也不同。當(dāng)服務(wù)器CPU 利用率低于30%或高于90%時(shí)，偏差較大，最高可達(dá)10%。雖然IPMI 功耗傳感器分辨率低，但其對(duì)測(cè)試軟件的影響趨勢(shì)基本一致且更易獲取，因此在進(jìn)行不同工況的對(duì)比時(shí)仍然可采用IPMI 功耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2)不同的性能測(cè)試軟件對(duì)于服務(wù)器硬件資源的利用程度不同，導(dǎo)致服務(wù)器各部件的利用率、溫度均不同，因此服務(wù)器的整體功耗也不同。在CPU 利用率為100%時(shí)，Lookbusy 和SPECpower 軟件的功耗偏差會(huì)達(dá)到15.4%。在選取測(cè)試軟件時(shí)，SPECpower 軟件會(huì)綜合考慮服務(wù)器硬件水平，對(duì)服務(wù)器各組件均施加相應(yīng)負(fù)載，因此當(dāng)服務(wù)器應(yīng)用場(chǎng)景不唯一，對(duì)硬件資源調(diào)用程度更全面時(shí)，使用SPECpower 軟件的測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確。而Stress 軟件，更適合測(cè)試服務(wù)器在極端工況下的運(yùn)行穩(wěn)定性。

3)在以CPU 計(jì)算為主要應(yīng)用場(chǎng)景的服務(wù)器中，功耗差異一般是由CPU 溫度和服務(wù)器進(jìn)風(fēng)量的差異導(dǎo)致，且二者存在相互關(guān)系。降低CPU 溫度會(huì)大幅度減少泄漏電流，但需要更大的進(jìn)風(fēng)量，而更大的進(jìn)風(fēng)量會(huì)增加風(fēng)扇功耗。因此需要綜合考慮，在保證服務(wù)器穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，使其整體能耗最低。