使用優(yōu)化的數據包軟件降低網(wǎng)絡(luò )功耗

在給定了數據處理和軟件如何劃分的方式之后，就可以充分利用多核處理器?？梢岳糜邢迶盗康奶幚砥骱藖?lái)運行操作系統的網(wǎng)絡(luò )堆棧，從而解放其他的處理器核以運行快速路徑的數據包處理。標準操作系統堆?？缮炜s性的缺乏不再會(huì )沖擊系統性能，因為大多數的數據包不再會(huì )受限于不必要的延遲?？焖俾窂降奶幚砥骱藢?zhuān)用于執行那些能實(shí)際決定產(chǎn)品性能的功能。

每個(gè)網(wǎng)絡(luò )裝置都有不同的特性，然而已經(jīng)看見(jiàn)的是基于快速路徑概念的許多真實(shí)世界的例子在處理器子系統效率方面產(chǎn)生了7到10倍的改進(jìn)。在一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò )基礎設施產(chǎn)品里，60%的功耗被處理器、內存等原件消耗，其余功率被I/O、系統管理元件以及電源等消耗。因此，如果你能降低處理器的功耗到原先的1/7，這就意味著(zhù)你可以節省大約1/2的系統功耗。

隨著(zhù)處理器所消耗的功率極大地降低，系統電源的體積也可以減少。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，我們估計其節能比例約為4%。那么在維持應用性能和吞吐量保持不變的情況下，總體而言，整個(gè)系統的功耗大約降低了55%。這些內容在論文的闡述里看似簡(jiǎn)單，但是通過(guò)使用這些技術(shù)真能產(chǎn)生實(shí)際確鑿的節能目的嗎？

簡(jiǎn)單的回答是：絕對可以?，F在已有許多的高性能數據包處理軟件解決方案。其中一個(gè)領(lǐng)先的供應商，即是6WIND，已經(jīng)通過(guò)其運行于獨立網(wǎng)絡(luò )處理平臺的6WINDGate產(chǎn)品展示了若干使用案例。其中一個(gè)案例是與Advantech這一通信與網(wǎng)絡(luò )計算設備領(lǐng)先制造商合作的成果。6WIND基于A(yíng)dvantech的NCP-7560 Packetarium平臺用96個(gè)處理器核，在橫貫8塊電路板上實(shí)現了這種解決方案。

圖3 6WINDGate軟件包是標準操作系統網(wǎng)絡(luò )堆棧的方便替代品

Packetarium系統的典型功率預算為250W+480W（8×60W，為每一個(gè)處理器電路板）＝730W，并且包含了用于遠程系統管理和電源等模塊的功耗。6WINDGate安裝于標準Linux操作系統的網(wǎng)絡(luò )堆棧，并且測試了一個(gè)具有6個(gè)端口的應用。

結果顯示，只需要3塊網(wǎng)絡(luò )處理電路板就能達到原本需要8塊電路板才能實(shí)現的性能。這一數量的減少意味著(zhù)減少了62.5%的處理負載。在系統級別，功耗相比原先的預算大約減少了55%。優(yōu)化的軟件能夠使得這一網(wǎng)絡(luò )應用的總體功耗從730W降低到僅有400W。從可預見(jiàn)的潛在的CAPEX減少，這樣的情況意味著(zhù)節能40%。

圖4 Advantech的 NCP-7560 Packetarium平臺在8塊電路板上具有多達96個(gè)處理器核

因為大部分的網(wǎng)絡(luò )平臺運行在24×7的狀態(tài)下，潛在的能量和OPEX節省會(huì )非?？捎^(guān)。就按照節能330W來(lái)算，這也意味著(zhù)每天節能大約8kWh，或者說(shuō)每年大約節能2890kWh。