公共機房微機節能方法探索

陳專紅 胡虛懷

摘要分析了微機機房管理中不容忽視的能耗問題，探討了通過加強機房節能技術應用與管理維護等萬面的工作，以達到機房節能降耗的目的的相關方法與手段

關鍵詞計算機機房管理；計算機節能；能耗，能源效率

中圖分類號：TP308文獻標志碼：B文章編號：1006-8228(2012)01-54-03

O引言

隨著科技日新月異的發展，計算機已被廣泛地應用到人類生產生活的各個領域。

市場研究公司Forrester Research最新發表的PC市場數字預測稱，從IBM的第一臺電腦開始，全球達到10億臺電腦用了27年的時間。全球達到下—個10億臺電腦所用的時間要更快一些。到2015年，全球使用的電腦數量將達到20億臺，年增長率為12.3％。Forrester預測稱，到2015年，僅中國就將新增加5億臺新電腦。

大量電腦功耗造成的電費支出，已成為各級政府和企事業單位重要的財務支出。以一般電腦250W的功耗、一天使用8小時、一年300天來算，一個擁有1000臺電腦的單位，一年就要直接消耗60萬度電，間接產生的二氧化碳排放達到300噸之多。

從上述情況我們不難發現，電腦將造成的電能消耗是非常驚人的。筆者從多年的機房維護管理經驗來看，對于微機高度集中的學校機房和網絡實驗室而言，而降低機房或實驗室的整體能耗是存在非常大的彈性空間的，除了基礎設施設備建設以外，機房值班維護管理人員在機房的運作方面也大有降低能耗的余地。

1選用低能耗計算機

對于學校公共機房，采用低能耗計算機設備是機房節能的基本措施。

就計算機主要部件節能而言，應關注CPU芯片、顯卡、計算機開關電源和顯示器，因為這些部件是計算機耗電的大件。

(1)在選擇CPU芯片時不要只追求高頻率、高性能，應該考慮功耗問題。計算機的速度越快能耗就越大。

(2)顯卡應優先考慮板載顯卡。顯卡按不同的設計方案分為獨立顯卡和集成顯卡。在PC機領域主流的獨立顯卡的功率在30W-50W，而負載的高端顯卡可以輕易達到170W。集成顯卡因集成在主板上，顯示部分帶來的功耗為10W-15W。在圖像性能要求不高的一般應用中，采用集成顯卡當為首選。

(3)采用轉換效率高的電源。一款節能型的開關電源，應滿足以下的要求：

一是典型負載下的轉換效率達到80％。所謂典型負載，是指電源的負載達到額定功率的80％。節能電源在80％的負載狀態下，轉換效率必須達到80％。符合ATXl2 V20規范的電源可滿足此條件。

二是功率因數達到0.8或以上。功率因數的高低，關乎國家電網系統的節能。對于用戶來說，電網上損耗的無功功率是由國家承擔了的，提高電器的功率因數，就是為國家節能做出了貢獻。采用主動PFC電路的計算機開關電源，功率因數可以達到0.9以上。

(4)顯示器節能主要從顯示器的種類和顯示器的尺寸來考慮。LCD顯示器比CRT顯示器能耗低，市場上LCD顯示器功耗位于30-55W之間，CRT顯示器的功耗在65-110W之間，如用LCD取代CRT，可以節能60％-80％。顯示器尺寸越大功耗也就越大。如一臺17英寸的顯示器比一臺14英寸顯示器耗能多35％。公共機房的實驗教學和應用顯然沒有必要使用過大的顯示器，大小當以15-19英寸為主。當然同尺寸的LCD在功耗方面實際差異也很大，表現較好的索尼、飛利浦等產品，19英寸的產品可以做到30瓦左右的功耗，而一些在能耗方面表現不佳的產品，19英寸的產品功耗達45瓦左右。所以，即使配備的是LCD顯示器也要關注其能效等級。

(5j選用節能型硬盤。如希捷近年推出的Barracuda LP系列低功耗桌面硬盤，宣稱與傳統的桌面硬盤(容量120-500GB，7200轉硬盤為10-20W)相比，可節約高達50％的用電量。隨后WD推出Caviar Green系列硬盤，比同行生產的驅動器平均省電4-5W，功耗澳9試中，其加載、空閑時分別為8W與4W。

通過對比實驗，我們發現采用選購的80％節能效率電源和其他符合我國或世界相關能效標準要求的組件裝配的微機并進行優化的節能設置后(見2.1節)，能夠使相關系統的耗電量減少52％。

在計算機整機產品的節能上，目前幣場上有兩個方案可供參考。

一個是那些通過了國家CCECrr 22-2003《計算機節能產品認證技術要求》，獲得了由中國標準認證中心頒發的認證證書的產品。在我國PC幣場上，聯想、惠普、長城、同方、浪潮等知名品牌都推出了節能型產品，可以直接選用。其中部分PC制造廠商，不僅在主流商用臺式機全部獲得了認證，同時依靠其在制造上的全線優勢，企業標準甚至要高于國家標準。

另一個是那些能夠滿足美國國家環保局制定的能源之星4.0標準的產品。其主要設計目標是微機在待機狀態時耗電量低于60瓦，其中主機和監視器各低于30瓦。目前聯想集團已經設計了一大批能夠達到該標準的產品。能源之星4.0標準是目前最嚴格的能效標準。

2加強機房節能技術應用

2.1優化電腦能耗設置

(1)選擇合適的ACPI fAdvanced Configuratmn andPower Management Interface)模式來控制計算機各部件的工作狀態，結合操作系統的APM(Advanced Power Manager)的合理設置，可以達到整機節能的目的。

ACPI共有六種模式，分別是SO～SS。我們實際應用的是s1和S3這兩種電源管理模式。Sl(Power on Suspend)模式下，系統處于低電源供應狀態，該模式可在Windows系統或主板BIOS中可設定。當條件滿足時CPU停止工作，顯示器自費關閉，其他硬件設備處于低電耗狀態，電原指示燈閃爍。s3[suspend to RAM)模式即是把Windows系統中現存于內存中的所有數據保存不動，然后進入待命狀態。此時除了內存需要電源來保持數據以外，其它的設備、裝置全部停止供電，電源供立器的風扇也停止運轉，只輸出+SV的Standby電流給內存。重新開機后，計算機只是把內存的數據完整性確認后，即立刻目到進入s3模式之前的畫面。$1/$3在Windows系統中都叫寺機(standby)，所以在BIOS里會有一個Standby mode選項。惠普所有的商用計算機都默認啟用s3待機電源管理模式。這個模式每年能使每臺計算機省電35％左右。實際情況是，用尤其是機房維護管理員往往無視PC里面的電源管理特性，忽視了其能帶來較大的節能效果。

APM是通過操作系統來控制、管理電腦硬件電源的一種管理模式，其實也是一套電腦電源管理程序(軟件)，版本不同能也有所不同，比如APM V1 0&V1l，這兩個版本都是直接 BOIS執行電源管理，而APM V12則是可以先通過操作系統義電源管理，然后再由BIOS負責執行。

(2)在CMOS Setup中將"Qmck Power on Self Test(POST設為Enabled，同時將不用的光驅、軟驅、網卡等設備禁用。

(3)因為機房微機通常均安裝有還原卡和還原軟件，將病毒木馬軟件設置為手動掃描，關閉Wmdows的自動更新能，并將360安全衛士等軟件的操作系統漏洞修復功能設置手動方式。

(4)只加載系統必須的服務和關系系統安全的服務。對非必要的程序，一律在需要使用的時候手動啟動并在用完之退出，減少不必要的資源浪費。例如將SQL Server的服務項設為手動啟動等。

另外，如QQ、迅雷.Emule等一些常見的通訊和下載軟件安裝時通常都默認為開機時啟動，或提示是否在開機時自行動，這時應選擇否。

(5)優化配置軟件，減少插件加載，提高程序效率。如搜狗輸入法廣告彈窗插件、瀏覽器中的迅雷看看相關插件等。用，在瀏覽網頁時會被經常提示安裝各種插件，此時一般情況均有必要安婕。

(6)經常清理系統垃圾和進行硬盤碎片整理。

計算機軟件系統在長時間沒有清理或整理的情況下會推積大量的垃圾文件或垃圾軟件以及形成大量零散的磁盤碎片這些不僅浪費了硬盤空間也同時影響了系統的運行速度，增加了系統的能耗。

(7)適當降低顯示器亮度。在做文字編輯時，將背景調暗些，節能的同時還可以保護視力、減輕眼睛的疲勞強度。另外對于CRT顯示器，一般均將垂直刷新頻率設為75Hz，而不是85Hz或者更高，因為更高的垂直刷新頻率人眼已經無法感覺了。

(8)不要超頻，這樣既節能又穩定，且安全。

(9)取消鼠標使計算機脫離待機狀態的功能。由于鼠標太靈敏了，機器待機時，稍微震動一下電腦桌就喚醒了電腦。為此，可以運行devmgmtmbc，打開設備管理器，然后定位到“鼠櫪和其他指針設備”，打開當前鼠標設備的屬性，切換到“電原管理”，取消“允許此設備使計算機脫離待機狀態”。

2.2有效使用機房控制管理系統

根據實際觀察，公共機房微機在開機后，總有一部分機器在相當多的時候是處于空閑狀態的，也就是說，機房總是出現處于開機狀態的計算機但并未被學生使用的情況，這使得能源效率大大降低。其中一種情況是有部分學生為湊夠在機房在線學習時間，登錄系統課程后就做其他事情，甚至不在計算機旁。對于空閑狀態的微機應及時關閉電源。機房值班人員應適時巡視各開放機房，另一重要途徑是使用好機房管理系統中的遠程控制功能。

使用設計良好的機房管理系統，合理進行機房上機預約安排，監控機房設備運行狀況，適時關閉空閑設備，防止一個用戶使用幾臺機器的情況，可以有效提高機房設備能源效率比，最大限度地節省機房能耗。相應的機房管理系統有著名的臺灣遠志科技集團的產品Lanstar廣播還原系統與CyberClass多教室聯機教學平臺等產品。其中CyberClass可以為學校建立統一的計算機管理中心，讓管理員遠距統一管理全校所有的電腦系統，支持硬盤還原維護、計算機遠程維護管理、軟件升級、計算機資產管理等操作。

還有如藍光機房計費管理系統和萬欣機房計費管理系統，其學生端機器的底層連接登錄程序在一段時間無法連接到計費服務器時會自動關閉學生機器。這不論是對計費管理，還是對能耗節省，都是一項有效的措施。其實，在登錄進八操作系統后，仍然有機器是無人使用的，我們還可以將此應用擴展一下，進一步實現自動關閉機房網絡中的空閑計算機，即修改學生端使之能夠監聽所在系統有多長時間沒有用戶操作，如果超過設定值則視為該機器無人使用，于是調用關閉系統命令將自身所在機器關閉，同時學生端還將偵聽控制節點以捕獲管理控制端發送的各種遠程控制命令包括關機命令。機器進入了空閑狀態，這里指的不是CPU利用率為0％或利用率小于10％，而是指鼠標鍵盤沒有被操作的狀態。對此，在Windows 2000中提供有函數GetLatlnputlnfo()，這個函數使用結構LASTINPUTINFO作為參數

LASTINPUTINFO lpl，

lpl cbSize=sizeof(1pi)，

GctLastInputInfo(&lpl)，

調用函數GetLastlnputlnfo()以后，結構成員lpldwTlme中的值便是自上次輸入事件發生以后的毫秒數。這個值也就是鍵盤、鼠標處于空閑狀態的時間。當網絡中的系統變為非活動狀態超時后，學生端程序強制執行自動關閉。

此外，學生課外上機時，通過機房管理系統中的計費模塊約束學生下機時必須關閉計算機，這也是節省機房能耗的一項有力措施。

3在管理、維護和使用上節能

3.1機房值班管理人員要有節能意識

首先，機房值班人員要適時監控機房設備的運行，及時做好故障設備的記錄，便于維護維修人員減少排查時間，避免為定位故障機器將機房所有機器打開，提高維修效率，減少維修能耗。

其次。合理進行機房排課安排，優先使用能效高的機房。機房計算機同時使用越多，能源效率越大，在機房所有計算機同時使用時，能源效率最大。在實際排上機實驗課時，應根據上機學生人數對機房進行合理調配組合，達到上機人數盡量和機房微機數—致，從而提高機房的能源效率。

第三，機房值班人員應具備計算機節能的基本常識。了解計算機不僅會在工作過程中產生用電量，還會在待機、睡眠甚至關閉條件下產生不同程度耗電(因未徹底切斷顯示器或主機電源，計算機主機即使在關機狀態下，功耗也在5瓦左右)。所以機房值班k員下班時應關閉機房電源總閘，養成這種徹底斷電的習慣，而不要讓設備處于通電狀態。

3.2機房維護維修人員要有節能意識

設備維護維修可以提高設備完好率和設備有效使用率，進而提高機房能源效率。但設備維護維修過程本身也伴隨著能耗，尤其是軟件的安裝、配置與升級，需要機房所有機器開機較長一段時間。機房維護維修人員要優先從節能方面統籌安排維護維修工作流程，盡可能分散維護、避免集中維護，集中維護基于分散維護，以提高維護及故障排除的效率。而在集中維護時，要合理分工，同時使用流水線的方法安排工作流程，以最大限度縮短維護時間，節省機房維護(包括硬件故障排除、軟件安裝設置升級等)能耗。

3.3機房任課教師要培養學生的節能意識

計算機用戶是否具有良好的使用習慣和節能意識，將會決定性地影響機器的能耗量。機房任課教師除了與機房值班老師一道約束學生遵守上機守則，養成良好的使用習慣外，還應注意培養學生的節能環保意識。譬如電腦啟動電流大。要盡量避免隨意開關機，讓學生習慣使用系統待機或休眠功能。若較短時間不用電腦，可選擇待機方式來降低能耗；短暫休息期間，可啟用電腦的“睡眠”模式，這種低能耗模式可以將能耗降低到一半以下。在用下載軟件下載數據時，如果無人守護，要使用下載軟件的類似“下載完成后關機”功能，同時可以在下載時徹底關閉顯示器。

4結束語

雖然節能環保意識已深入社會各個領域，而讓計算機機房在設備性能不斷提升的同時能更加節能，還是一項任重道遠的工作。我們必須以科學技術為導向，去努力提高能源使用效率，減少能源消耗，為我國經濟社會的可持續發展作出積極貢獻。本文從微機選用、設置、管理維護和用戶習慣等方面對微機機房節能提出了相關建議和方法。此外，提高機房能效，降低機房設備能耗，以及機房建筑節能等也是不容忽視的方面，限于篇幅，本篇不作討論。