电器与能效管理技术期刊2017年7期

nano energy是中科院工程技术1区级别。nano energy期刊2021年影响因子是881， 属于SCI期刊的工程技术类，是中科院工程技术1区级别期刊。nano energy以其发表的高质量研究论文，已成为众多能源材料类期刊中的一名佼佼者。期刊主题为纳米材料或纳米器件在能源相关领域中的应用，主要收录与主题相关的实验和理论研究工作。nano energy期刊自2012年1月首刊以来，已出版逾35卷，2016年影响因子高达71（预计2017年的影响因子在4以上），跻身能源环境类期刊前列。nano energy期刊的发刊编辑和目前期刊总主编为美国佐治亚理工学院王中林教授。nano energy期刊所发表文章研究领域涵盖各式电池、氢气制备与存储、发光二极管、高效节能光学器件、太阳能电池、纳米压电器件、自驱动纳米机器与纳米系统、超级电容器、热电材料和能源相关政策和展望。

国内工业自动化行业的竞争激烈，国外工业自动化设备、产品制造商依然控制国内上游产品供应的主要市场，下面来看看国外最赚钱的工业自动化公司有哪些。1、德国西门子西门子股份公司(SIEMENSAGFWB:SIE，NYSE:SI)是全球电子电气工程领域的领先企业，1847年由维尔纳˙冯˙西门子建立。如今，它的国际总部位于德国慕尼黑。西门子股份公司是在法兰克福证券交易所和纽约证券交易所上市的公司。2013年，西门子在中国的总营收达到4亿欧元，在中国拥有近32000名员工。在工业自动化控制(工控)行业，西门子工控占据主要地位。西门子工业自动化控制比较广泛使用的工业控制产品有“PLC，变频器，触摸屏，模块，传感器，低压器，伺服电机，工控机”等。同时西门子是世界上最大的工业自动化以及楼宇科技领域的产品、系统、解决方案和服务的供应商，为中国工业的各个领域服务。西门子的业务遍及全球190多个国家，在全世界拥有大约600家工厂、研发中心和销售办事处。公司的业务主要集中于4大业务员领域：工业、能源、基础设施和城市、医疗。西门子的全球业务运营分别由13个业务集团负责，其中包括西门子财务服务有限公司和西门子房地资产管理集团。此外，西门子还拥有一家合资企业——博世-西门子家用电器集团。目前在世界上拥有包括西门子、博世等15个品牌，在全球27个地区拥有39家工厂，成为欧洲排名第一、世界第四大家用电器制造商。随着世界范围内的家电市场竞争日趋激烈，这家以全球化经营为导向，生产高档家用电器的公司开始把目光转向日益成熟的中国市场。2、瑞士ABBABB集团位列全球500强企业，集团总部位于瑞士苏黎世。ABB由两个历史100多年的国际性企业瑞典的阿西亚公司(ASEA)和瑞士的布朗勃法瑞公司(BBCBrownBoveri)在1988年合并而成。两公司分别成立于1883年和1891年。ABB是电力和自动化技术领域的-厂商。ABB的技术可帮助电力、公共事业和工业客户提高业绩，同时降低对环境的不良影响。ABB集团业务遍布全球100多个国家，拥有7万名员工，2009年销售额高达320亿美元。2012年在华业绩，其销售收入实现稳定增长，超过52亿美元。ABB拥有广泛的产品线，包括全系列电力变压器和配电变压器，高、中、低压开关柜产品，交流和直流输配电系统，电力自动化系统，各种测量设备和传感器，实时控制和优化系统，机器人软硬件和仿真系统，高效节能的电机和传动系统，电力质量、转换和同步系统，保护电力系统安全的熔断和开关设备。这些产品已广泛应用于工业、商业、电力和公共事业中。ABB与中国的合作开始于100多年前的1907年。当时ABB向中国提供了第一台蒸汽锅炉。1974年ABB正式在香港设立了中国业务部，随后于1979年在北京设立了永久性办事处。1994年ABB将中国总部迁至北京，并在1995年正式成立了ABB(中国)有限公司。ABB迄今在中国拥有15300名员工，在60个不同城市服务于30个本地企业和40个销售与服务分公司。2009年，ABB在中国的销售额达43亿美元，继续保持了中国作为ABB全球第一大市场的领先地位。ABB高度重视吸引、培养和保留人才，积极承担社会责任，是广受尊重的最佳雇主之一。ABB在中国通过与当地合作伙伴的密切合作，在输配电、自动化产品和系统等方面都建立起了强大的生产基地。业务包括完整系列的电力变压器和配电变压器；高、中、低压开关应用；电气传动系统和电机等。这些产品已广泛应用于工业和电力行业。ABB追求卓越质量，其企业和产品均已成为业内的基准。ABB在工程和项目管理方面的能力，表现在金属、制浆、化学、生命科学、汽车工业、电力行业自动化以及建筑系统等多个领域。3、美国艾默生Emerson(美国纽约证券交易所代码：EMR)是一家多元化全球制造商。通过过程管理、工业自动化、网络能源、环境优化技术、商住解决方案等业务，Emerson将技术与工程相结合，艾默生为客户提供创新性解决方案。中国是Emerson在全球业务发展最快的地区之一，自2002财年来已成为Emerson仅次于美国的第二大市场。目前，Emerson在中国设立了40多家企业，其中包括30多家生产设施及近20家研发中心。这家公司共分五个业务部门：过程管理，为生产食品、燃料、机械与电力等产品的自动化工业过程提供计量、控制与诊断功能；工业自动化，为全球工业提供一体化生产解决方案；网络能源，为电信系统、数据网络和关键商业应用提供电力与环境调节；气候技术，通过空调与冰箱技术，提高家居与商业舒适度，改善食品安全与能效；家电与工具，提供为各种应用量身设计的电动机，以及家用电器与集成家居解决方案。4、美国罗克韦尔美国罗克韦尔自动化总部位于美国威斯康星州，密尔沃基市，是一家工业自动化跨国公司，为制造业提供一流的动力、控制和信息技术解决方案。罗克韦尔自动化公司整合了工业自动化领域的知名品牌，致力于打造全方位自动化解决方案，帮助客户提高生产力。这些品牌包括艾伦–布拉德利Allen-Bradley的控制产品和工程服务、以及罗克韦尔软件RockwellSoftware生产的工控软件。公司还是客户关系管理技术和应用系统的领先供应商，可以帮助企业更有效地进行客户关系管理。全球技术和客户服务是罗克韦尔自动化公司的重要组成部分。公司在全球80个国家拥有近5,600家分销商、系统集成商和代理。与可靠的本地公司在分销、软件和产品等领域的合作大大增强了公司的全球实力。知名的品牌和战略性合作增强了公司在世界范围内提供优质可靠的工业方案的能力。5、法国施耐德有限公司(SchneiderElectricSA)是世界500强企业之一，1836年由施耐德兄弟建立。如今，它的总部位于法国吕埃，施耐德电气公司是全球能效管理领域的领导者，为100多个国家的能源及基础设施、工业、数据中心及网络、楼宇和住宅市场提供整体解决方案，其中在能源与基础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世界领先地位，在住宅应用领域也拥有强大的市场能力。2012财年，施耐德在全球的总营收达到240亿欧元，在100多个国家拥有超过140,000名员工。施耐德电气(SchneiderElectric)为100多个国家的能源及基础设施、工业、数据中心及网络、楼宇和住宅市场提供整体解决方案，其中在能源与基础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世界领先地位，在住宅应用领域也拥有强大的市场能力。致力于为客户提供安全、可靠、高效的能源。随着在中国业务的成功开展，施耐德电气更加重视在中国的发展，并愿意以进一步的商贸合作为中国的开放和现代化建设做出贡献。从发电、输电到用电，施耐德电气可为各个行业提供量身定制的高效解决方案。截至2003年，全球预计将投资13万亿美元，用于升级改造全球的输配电网络。各类设施的能耗及用电量分别占到了全球能耗的1/3和总电量的70%。它们也属于施耐德电气面向全部市场的一部分。如果这些不同的市场可以在设施层面解决能源浪费，那么他们所面临的能源管理和碳排放等头等难题也将得以缓解并顺利解决。而这正是施耐德电气能效管理解决方案所设定的目标：使建筑和运营管理更加高效，并实现高达30%的节能目标。施耐德公司2010年的营业额首次突破200亿欧元。2011年该公司在继续开源节流的同时，计划通过1%左右的提价，以部分抵消原材料等成本的上涨。施耐德电气日前发布的2010年业绩报告显示，包括阿海珐配电业务在内，该公司2010年的销售额达到28亿欧元，创下历史最高水平；全年净利润达到20亿欧元，同比增加109%。6、日本横河日本横河电机株式会社(YOKOGAWA)作为一个全球著名的测量、工业自动化控制、和信息系统的领导者，自1915年创建以来，一直致力于为用户提供尖端的专业技术，支援顾客进行提高经营效率的改革，为产业的发展作出了贡献。横河电机是同行业中最早进入中国的外资企业，在1979年开设了北京驻在员事务所，1985年与中国建立了第一个合资公司，横河西仪有限公司。2002年10月在位于苏州的苏州新加坡工业园区内设立了完全独资的“横河电机(苏州)有限公司”，工厂总面积5万平方米，目前投入生产使用的第一工厂面积为5万平方米，生产流量计，记录仪等，其所设立的流量标定系统最大可标定6米口径的流量计，是世界最大规模的标定系统。2006年1月1日，“横河电机中国商贸有限公司”成立，该公司作为具有销售、市场开发、工程技术服务的横河集团的中坚企业，与已经活跃在中国国内市场上的集团中另外8家公司协力，大力开拓中国市场。2008年2月1日，为了扩大在中国工业自动化领域的业务，取得更大的市场占有率，横河电机集团对旗下中国三家相关公司的业务进行整合，成立新的法人企业“横河电机(中国)有限公司”，作为在中国的统括公司，通过强化销售、技术支持、工程、售后服务等方面职能，来适应中国工业自动化市场的多元化需求。横河电机为了向用户展示其重视系统产品的可靠性、安全性、前瞻性这一姿态，提出了VigilantPlant的企业理念，在测量领域，针对分析、品质管理、传感器、操作端提出解决方案；在控制领域包括生产控制、安全管理、以及数据收集和逻辑控制；最优化领域则包括生产管理、先进控制、资产管理、操作支援这几部分。遵从这一企业理念，横河电机运用尖端技术，不断开拓新产品，力争为工业化社会做出更大贡献。7、日本三菱三菱电机作为一家跨国企业，在90多年的历史中，始终致力于尖端技术及专业领域的研究、开发与制造。主要从事信息通信系统、电子元器件、重电系统、工业自动化系统、汽车电装品设备和家用电器等业务，并在卫星、防御系统、通风设备等领域处于世界领先地位。此外，三菱电机拥有优秀的显示设备和显示装置技术。截至2010年4月，三菱电机在中国的合资、独资企业已达24家，它们在汽车零部件、半导体等电子器件领域，以及输变电设备、电梯、铁道车辆用电机品、工业自动化设备、家用电器等电子、机器的广泛领域内，均开展着各项事业并积极进行技术转让。截止于2012年11月，三菱电机在中国的合资、独资企业已达34家，它们在汽车零部件、半导体等电子器件领域，以及输变电设备、电梯、铁道车辆用电机品、工业自动化设备、家用电器等电子、机器的广泛领域内，均开展着各项事业并积极进行技术转让。8、美国通用电气通用电气公司是摩根财团控制的一家大工业公司。通用电气公司在创立后的80多年中，以各种方式吞并了国内外许多企业，攫取了许多企业的股份，1939年国内所辖工厂只有三十几家，到1947年就增加到125家，1976年底在国内35个州共拥有224家制造厂。在国外，它逐步合并了意大利、法国、德国、比利时、瑞士、英国、西班牙等国的电工企业。1972年该公司在国外的子公司计有：欧洲33家、加拿大10家、拉丁美洲24家、亚洲11家、澳大利亚3家、非洲1家。到1976年底，它在24个国家共拥有113家制造厂，成为一个庞大的跨国公司。美国通用电气公司1977年的总资产达96亿美元，销售总额达15亿美元，这一年的纯利润为88亿美元，在美国各大公司中占第五位，职工总人数4万人。该公司从1956年开始建新厂生产导弹，并向外国提供核武器。例如在日本搞原子能、原子燃料和海军鱼雷等。1976年与法国合作研制涡轮飞机和可以装备鱼雷潜艇或运载火箭的发动机。在1973年接受美国军事订货共2亿美元，在各大公司中居第二位。GE的6个产业部：商务金融服务、消费者金融、工业、基础设施、医疗、NBC环球、消费者金融。隶属于GEMoney旗下，GE消费者金融服务向世界各地的消费者、零售商和汽车经销商提供信用服务和金融产品，如私人信用卡、个人贷款、银行卡、汽车贷款和租赁、抵押贷款、团体旅行和购物卡、帐务合并、家庭财产贷款和信用保险。去年，通用电气营业额上升13%，营业额350亿美元。9、美国丹纳赫美国丹纳赫集团是一家成立于1969年，以工业仪器及设备为主要业务的跨国公司，2011年销售额达到161亿美元，增长28%，在全球仪器公司排名中位列榜首。丹纳赫发展迅猛，自2003年以来，投资者累计回报率高达229%，在工业领域中位列第一(第二为霍尼韦尔215%，第三为联合技术210%)。公司在全球共有近60000员工。瑞士丹纳赫传动(DANAHERMOTIONSA)是美国丹纳赫集团旗下专业的高频变频器生产基地。其生产的高频变频器约占丹纳赫全球总销售额的1/6，即10多亿美元的销售额。提起DANANHER变频器知道的人或许不多，但提起WARNER、ACOMEL则很多人都知道。ACOMEL已被DANAHER收购，而WARNER就是DANAHER以前的名字。所以，市场上常见的ACOMEL、WARNER、DANAHER变频器实则为同一家产品。ACOMEL是全球极少数能够生产频率在2000Hz以上变频器的厂家之一，并且高频率时性能非常稳定！特别适合高速磨屑、高速钻孔等领域。丹纳赫是全球科学和技术的创新者，在最前沿和富有吸引力的领域，拥有众多世界一流的品牌。2013年获得191亿美金的营业额，位列美国财富200强。全球五大战略平台分别是电子测试和测量，环境质量、齿科产品、生命科学和诊断、和工业技术。在中国，丹纳赫拥有二十二家营运公司和超过一百家的分支机构。10、美国霍尼韦尔霍尼韦尔国际(HoneywellInternational)是一家营业额达300多亿美元的多元化高科技和制造企业，拥有多元化制造技术的领导者，服务于世界各地的客户，包括航天产品及服务、工业和家庭楼宇控制技术、汽车产品、涡轮增压器以及特种材料。霍尼韦尔在全球100多个国家/地区拥有116,000员工，总部设在美国新泽西州莫里斯镇。霍尼韦尔致力于为广大客户提供高价值的产品和创新型技术。公司拥有多种专利的产品为自身及客户带来了竞争优势。以顾客为中心的工作方针确保公司与顾客之间有着频繁的互动和简易的流程，并以此获得最大效率和最佳绩效。到今天，霍尼韦尔已成为国内炼油、石化、造纸、化工、发电、石油天然气、钢铁、建材及食品饮料工业，以至商业建筑物先进控制技术的主要供应商。给大型宾馆、办公大楼、购物商场、政府机构、大学等的建筑物提供建筑物自控工艺、火警和安全系统。高质量的产品和服务，连同遍布全球的资源，使霍尼韦尔在中国成为理想的自控科技的合作伙伴。霍尼韦尔中国地区的建筑物自控业务分为建筑物自控及住宅自控。另外霍尼韦尔设有中央工程中心为客户提供售前及售后的工程服务。今天霍尼韦尔公司已在楼宇自控及工业自控市场上处于领导地位并在中国拥有15个办事处，一个生产厂房及庞大销售网络。同时在天津成立培训中心以培训工程及管理人员，并对分销商，用户提供培训计划及课程。（文章来源：中国传动网）

能源管理系统属于万洲电气节能服务公司的产品之一，还有其他厂家你可以看下。

如果采用多核和多线程架构，处理器的结构就可以更简单，时钟频率也不必太高，从而可以降低处理器的电能消耗。惠普引领了刀片服务器的绿色潮流三大绿色技术 惠普新一代绿色刀片系统拥有三大创新技术：洞察管理技术（hp lnsight Control）、热量智控技术（hp Thermal logic）和虚拟连接技术（hp Virtual Connect）所带来的节能和成本优势非常突出。 洞察管理技术，是指用户可通过单一的控制台实现物理和虚拟服务器、存储、网络、电源以及冷却系统的统一和自动化管理，使企业IT管理效率提升高达10倍，管理员设备配比则可以达到1∶200的高效率。 热量智控技术则是一项用于hp BladeSystem c-Class刀片服务器的创新技术战略，提供了嵌入式温度测量与控制能力，支持根据工作负载需求和环境的变化进行温度控制。该技术将刀片服务器机箱分割成网格状，根据不同网格的温度来设定供电与冷却标准以平衡热量。通过热量智控技术，惠普新一代绿色刀片系统不仅比相同数量的机架式服务器冷却所需耗电量减少70%，同时还可以节约出宝贵的机架空间。 而虚拟连接技术，则是指通过I/O虚拟化将电缆数量减少94%，并可一次性完成所有连接，在数分钟内完成服务器的添加、替换或恢复，而这些流程在以往常常需要花费数小时或数天时间才能完成。该技术使企业IT管理的效率大大提升。 绿色优势组件 以上创新技术还体现在一些关键节能组件上，如主动散热（Active Cool）风扇、动态功率节能装置（Dynamic power Saver）等。这些组件一样凸显出惠普新一代绿色刀片系统的绿色优势。 拿主动散热风扇为例，与传统散热风扇相比，其功耗降低达66%，可为数据中心减少50%能耗。该风扇的创新之处在于，它在产生强劲气流的同时比传统型风扇设计耗电量更低，同时还具有高风量（CFM）、高风压、低噪音效果等特点，所达到的效果如：仅用100瓦的电力，便能够冷却16台刀片服务器。 动态功率节能装置则可以实时监测机箱内的电源消耗，并根据需求自动调节电源的供应。利用此装置，当服务器对电源的需求较少时，可以只启动一对供电模块；当对电源需求增加时，可及时启动备用供电模块。通过该动态功率调整模块，每年20个功率为075千瓦的机箱约可节省5545美元的能源成本。 刀片服务器凭借着高密度高性能计算、低成本等优势，将成为未来服务器发展的趋势。而惠普新一代绿色刀片系统通过不断的技术创新，更在高密度计算和节能环保上实现新突破，能够进一步帮助企业进行绿色业务科技创新，增强企业绿色竞争力。 “中央空调式”的整体散热技术IBM是采用类似“中央空调式”的整体散热技术，来帮助整个刀片中心进行降温。IBM刀片中心的散热系统设计，是用两个冗余的风扇对放置在刀片中心的14片刀片进行散热。而且刀片中心的散热系统采用双冗余设计，如同配备了两套酒店的“中央空调”。IBM刀片中心采用整体散热设计和双冗余的高速风扇配置，保证了机柜散热上的可靠、高效。IBM 设计的这套双冗余的“中央空调”风扇还具有“变频”功能，在平时标准使用的时候，每分钟150立方英尺的散热风量。当它出现温度预警、部件故障时，或者一个风扇彻底坏掉，另外一个风扇会开足马力进行工作，每分钟出风量可以达到325立方英尺的散热空气流动量。如果有人在这个时候站在运行中的IBM刀片中心背面，会发现风量非常大，这个道理和站在酒店中央空调的主出风口一样。因此，双冗余的设计保证了不用担心单个风扇故障引起的服务器性能问题。 在散热系统中还设计了回流的主力器，空气的流动比较顺畅。冷空气从刀片中心前方进入，对热的两个部件CPU进行散热，然后对其次的内存、芯片、硬盘、直至这两个电源的部分，然后由这两个风扇把变热的空气从刀片中抽出来。刀片服务器机柜环境温度控制技术APCInfraStruXure以较科学的来解决刀片式服务器功耗和散热的问题：以机柜为单元，针对机柜内服务器设备有效控制IT微环境的温度。通过合理设置冷、热通道、引导冷风均匀地送到每个IT设备的进风处，并将热风有效送到回风处，保证将机柜内的温度控制到适宜服务器工作的温度。在不采用这样解决方案的机柜中，通常只有2KW 的散热能力，而采用之后可以使机柜的散热能力扩大到8KW。

目前，服务器厂商面临的问题是如何要不断的提高服务器计算能力而要减少服务器的能耗。服务器厂商和芯片巨头们也开始进行大量的研究并开始执行一些新的技术以降低服务器的能耗，主要有三个方向：冷却技术、芯片节能技术、软件调度和管理技术。 当然，也有厂商采用低功耗的CPU作为服务器部件，来实现服务器产品的节能，这种做法是以降低系统性能或者增加成本为代价，不在本文讨论之列。服务器冷却技术 我们先来看看冷却技术，这种做法主要是解决散热能耗，提高散热效率，来降低数据中心的冷却系统的能耗和成本，并不是从源头降低服务器的能耗。但散热效率的提高可以作用于服务器能耗降低的推动并提高服务器的性能。 其中原因如下：温度降低后，服务器部件的工作性能会更高，尤其是关键的计算部件CPU性能。而更低的温度也能够促进服务器系统功耗的降低，比如VRM部件，DC-DC等电源器件在低温下电源转换效率会高。如果VRM和DC-DC能够提高5%的效率，则整个系统就可以节能5%。同时上文中谈过，目前大机房环境中冷却系统的能耗直逼服务器系统的能耗。所以，从冷却系统着手也是非常有意义的。 目前在server开始应用或者研发中的冷却技术主要有以下几种：1． 水冷技术 例如IBM公司“冰蓝（Cool Blue）”，刚研发成功一个数据中心专用水冷配件新产品，利用标准数据中心冷却装置生产出来的冷水来补充制冷。每分钟，系统中都会有8到10加仑的水循环流过服务器架上的一个4英寸厚的后门，如图1所示这个热交换器可以带走55%的满配服务器机柜产生的热量。图1 是IBM冰蓝机柜部件 其他吸热材料冷却 英国一家公司研制利用二氧化碳解决刀片式服务器散热问题在利用二氧化碳作为冷却剂方面已经取得了突破。目前公布的系统是由Trox先进冷却系统（AIT）和Star致冷公司共同开发的，首批采用该技术的冷却系统已经被安装在英国帝国理工学院。它的主要原理是采用了热吸收而不是传统的冷却技术，因此是一种更有弹性和节能的解决方案。这一冷却系统主要面向“高密度冷却，特别是每机柜的能耗超过20千瓦的刀片式服务器”，它安装在服务器机柜的后方，能够“捕获”风扇排出的热量。由于采用了二氧化碳，该系统具有“大容量、低能耗”等优点。 优化设计的散热FAN以及散热风道 目前在优化散热风道设计上IBM在其blade centre上采用其矢量散热技术，图2和图3 是IBM blade center中采用的优化风道设计，图2是计算刀片的风道示意图，图3是刀片机箱内部风道示意图。据IBM宣称，采用该技术的IBM刀片服务器可以节省电能50%。图2 IBM BladeCentre 计算刀片风向图图3 IBM BladeCentre 机箱内部风向图 HP采用高性能风扇来提高服务器的散热性能，HP Active Cool风扇是一种创新的新型设计，转速达219Km/h。HP Active Cool风扇速度达到18000 在25摄氏度的条件下，每个HP Active Cool风扇可冷却5台常见IU服务器。主芯片CPU节能技术 由于本文的重点是服务器整体系统的节能技术，所以在CPU厂商的节能手段不作重点描述，仅仅简单介绍。目前AMD和Intel两大主流CPU提供商都在节能方面进行了大量的工作。目前设计的趋势是Silicon and Platform Innovation——新的材料、工艺和架构，目前开始在主流高端服务器上开始多核多线程产品的设计。在未来的几年中，将在更低的能耗下提供更高的性能(performance per watt)。它可以在不提高能耗与热阻的情况下，增加更多的计算能力。目前Intel Xeon处理器加入了Demand Based Switching(DBS)技术，这是Intel SpeedStep技术的增强型，在低运算需求环境下，它可以减少多达25%的能耗。AMD在其处理器中采用“Power Now！”技术，可以动态自适应调整CPU频率，可以在空载的情况下大大降低服务器的能耗。 其他RISC芯片提供厂商也推出了不少在节能方面的创新技术，其中服务器厂商SUN推出了UltraSPARC T1新型处理器的突破性技术，为系统性能、占用空间和功效创立了新的行业标准，这些新系统的设计宗旨就是要降低功耗与冷却费用以及对空间的占用，与Intel的传统芯片相比，UltraSPARC T1新型处理器可以节省80%的功耗，并采用专利权的CoolThreads技术，设计出一款八核32线程的处理器，在单块芯片上实现了整机架的服务器的性能。在目前绝大多数处理器每线程至少消耗40瓦功率的时代，Sun的每一个基于SPARC的CoolThreads处理器，每个线程仅仅消耗2瓦功率。软件管理节能技术 软件管理节能技术又可以分成几类。 第一类，更改操作系统内核，优化程序执行队列或者根据负载情况动态调整CPU频率。目前该技术主要处于研究状态，还没有进行实际的应用。 主要原理是对CPU的运行状态进行计算，分析任务队列，对不同的任何进行功耗计算，同时建立一些CPU散热器的散热模型，在工作过程中，尽量把功耗高的任务同功耗低的任务进行交叉进行，这样可以保持CPU在稳定的负载下运行，减少热能的散发并提高运行效率。同时，当发现CPU任务队列对功耗需求较低，通过BIOS接口进行CPU功率的动态调整，比如一个服务器系统，CPU为至强0GHZ，在CPU任务队列较少的时候，就可以把服务器的CPU从0Ghz根据任务需要调整倒一个比较低的频率，这样就可以使CPU的功耗大大降低。 另外一种做法就是软件功率管理，比如IBM和HP都有类似的软件。PowerExecutive 是 IBM 功率管理软件的扩展，允许用户“计量”任何单一物理系统或一组物理系统的实际电力使用数据和趋势数据。由 IBM 研究中心开发的 PowerExecutive 使用了IBM开发的线路监测技术，可以确定实际能耗和系统温度。新 System x 服务器以及 IBM BladeCenter 刀片服务器都采用了 PowerExecutive 软件，通过功率管理来实现对部件耗电的控制。 HP使用惠普(HP)能量智控技术(Thermal Logic)以及HP BladeSystem系统套件，通过功率计算以及优化风道设计能够比相同数量的机架式服务器冷却所需气流降低50%且耗电减少70%,追踪每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电情况。 还有一种电源管理技术，适用于多电源模块系统，例如大型机系统或者刀片服务器系统，一般采用多个电源模块。其原理是根据电源模块的效率特性曲线。对于电源模块效率曲线而言，一般不同的负载会有不同的效率，当然会有最佳效率点，一般情况下在电源在高负荷下运转才能发挥最大效力，所以可以根据系统的功率情况进行电源个数的调整，使每个电源工作在最佳效率点。 例如一个系统中有6颗1kw电源模块，其在最大90%负荷时电源转换效率最高，为85%，而在其负载为40%时其效率为65%。在系统工作的某个时刻，经过监控系统测出实实功耗为2700W，这样就可以关闭3颗电源，实现电源转换效率为85%，而如果不采用任何手段时，其效率仅仅为65%，系统实现节能30%左右，同实减少热量排放降低冷却成本。（本文中数据仅供举例参考）小结 从上文分析中可以看出，目前整个服务器和机房系统的产业链上都在重视和解决节能问题，服务器系统节能已经是大势所趋。上文介绍的仅仅是解决该问题的部分做法，有些目前正在应用，部分还在研究中。 而从使用应用来看，大的数据中心和计算中心以及其他大型机房对节能技术和机房整体冷却技术需求比较迫切。主要是服务器数目较多并且长期不间断工作，同时冷却压力和在冷却的成本较高。而机房中多应用的是集群系统，在这种情况下，最佳的或者说最方便的电源管理方案是系统动态任务调度技术。即可以根据系统运行情况，在任务量不重的情况下，尽量把任务集中迁移到服务器上，这样同时通过管理软件动态调整和迁移，闲暇的服务器可以自动关闭。当任务请求增加，在根据任务情况动态的向正在运行的系统中添加服务器，来分摊过重的应用。这样可实际操作性较大并且比较开放工作量也相对简单，并可以取得较好的效果。

所谓刀片服务器是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，实现高可用和高密度。每一块"刀片"实际上就是一块系统主板。它们可以通过"板载"硬盘启动自己的操作系统，如Windows NT/2000、Linux等，类似于一个个独立的服务器，在这种模式下，每一块母板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。不过，管理员可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境，并同时共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的 "刀片"，就可以提高整体性能。而由于每块"刀片"都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。 这些刀片服务器在设计之初都具有低功耗、空间小、单机售价低等特点，同时它还继承发扬了传统服务器的一些技术指标，比如把热插拔和冗余运用到刀片服务器之中，这些设计满足了密集计算环境对服务器性能的需求；有的还通过内置的负载均衡技术，有效地提高了服务器的稳定性和核心网络性能。而从外表看，与传统的机架/塔式服务器相比，刀片服务器能够最大限度地节约服务器的使用空间和费用，并为用户提供灵活、便捷的扩展升级手段。 刀片服务器的特点 刀片服务器公认的特点有两个，一是克服了芯片服务器集群的缺点，被成为集群的终结者；另一个是实现了机柜优化。 集群终结者 众所周知，作为一种负载均衡技术，服务器集群已经在有效提高系统的稳定性和核心网络服务的性能方面被广泛采用，在集群系统中，若要提供更高端的运算和服务性能，只需增加更多的单元就可以获得更高的性能。更为重要的是，服务器集群还可以为任何一台单独的服务器提供冗余和容错功能。 目前IT行业正在大力发展适应宽带网络、功能强大可靠的计算机。在过去的几年里，宽带技术极大地丰富了信息高速公路的传输内容。服务器集群和RAID技术的诞生为计算机和数据池的互联网应用提供了一个新的解决方案，而其成本却远远低于传统的高端专用服务器和大型机。但是，服务器集群的集成能力低，管理这样的集群使很多管理员非常头疼。尤其是集群扩展的需求越来越大，维护这些服务器的工作量简直不可想像，包括服务器之间的内部连接和摆放空间的要求。这些物理因素都限制了集群的扩展。刀片服务器的出现适时地解决了这些问题。在集群模式下，刀片服务器所有的主板可以连接起来提供高速的网络环境，共享资源。同时每个刀片都可内置监视器和管理工具软件， 配置一台高密度服务器就可以解决一台到一百台服务器的管理问题，如果需要增加或者删除集群中的服务器，只要插入或拔出一块板即可，将维护时间减少到最小。就这个意义上来说，Blade Server从根本上克服了服务器集群的缺点。 实现机柜优化 从某一角度而言，刀片服务器实现了机柜优化的自然飞跃。刀片服务器将机柜式服务器所占用的空间密度再一次提高了50%。资料显示，在机柜系统配置好的前提下，将1U机架优化服务器系统移植到刀片服务器上，所占用的空间只是原来的1/3～1/2。而在一个标准的机柜式环境里，刀片服务器的处理密度要提高四到五倍。比如在处理1024节点的高密度计算服务器环境里，1U配置需要24个机柜，其中不包括以太网交换集线器所占用的机柜空间，而采用插有8个"刀片"的刀片服务器，只需要9个机柜，却包括了以太网交换机的空间。在相同的面积内，数据中心可以通过部署刀片服务器获得8倍于机架式服务器的服务器租赁收益。 另外，刀片服务器采用集中管理的方式，可以简化服务器的管理工作。在IT人员日益匮乏的今天，采用刀片服务器的企业可以减少雇佣工资高昂的服务器管理和维护人员，从而降低维护费用。还有，刀片服务器的低功耗设计也会显著减少能耗，节约能源的同时减少了费用。 作为一种新兴的服务器产品，读者可能还缺乏对它的直观认识。每台刀片服务器一般由机柜和刀片组成，因此刀片服务器的标识由机柜的型号和刀片的型号共同构成，而不像以往的服务器那样由一个单一的服务器型号所代表。刀片通过机柜背板上的CompacPCI接口与之相连接。服务器机柜一般可以容纳8片至数十片刀片。刀片以服务器刀片为主，而每个服务器刀片都是一个功能完整的服务器。 在此，我们以一款常见的一种刀片服务器向大家介绍一下，以了解其基本构成。 根据所需要承担的服务器功能，刀片服务器被分成服务器刀片、网络刀片、存储刀片、管理刀片、光纤通道SAN刀片、扩展I/O刀片等等不同功能的相应刀片服务器。 目前最为常见的服务器刀片一般采用1颗为的Intel Pentium Ⅲ处理器，并采用ServerWorks LC-E芯片组、Intel 815芯片组、Via Pro266芯片组，支持的内存容量和类型由芯片组决定，内存类型一般为具有ECC功能的SDRAM或DDR。由于刀片服务器的散热问题较为严重，在设计中也有厂商采用了低功耗的Transmeta 5600处理器。目前，HP、Sun也正致力于把它们的RISC处理器制作成服务器刀片，只是尚未面世。 除连接机柜背板的接口外，服务器刀片上一般还具有一个PMC扩展接口，可以连接PMC接口的扩展卡，如SCSI卡、光纤存储卡等，其功能相当于PCI扩展槽，只是相应接口的扩展卡价格略贵。 服务器刀片采用与笔记本电脑相同规格的65mm(5英寸)硬盘，一般只安装操作系统和简单的应用软件，性能较低。 网络刀片 网络刀片的功能相当于局域网交换机，从而提供良好的网络监控和管理功能。网络刀片普遍提供10/100Mbps端口，以双绞线的方式连接服务器刀片，对外提供高速上连通道(千兆端口)。采用NAS存储方式的刀片服务器经常会配备2个网络刀片，其中一个专门用于连接NAS设备。每个刀片支持10/100/1000M以太网连接，并且可以在背板上安装10/100/1000M的2-4层交换机，这样就可以把系统中每个槽位上安装的刀片与交换机连接起来，提供一个基于IP的交换网络。通过集成这种总线，刀片服务器系统可以很好地集成IP业务和语音业务，提供各种不同的电信增值服务。 存储刀片 存储刀片可以被视为一个硬盘模块，通过背板总线或者硬盘接口线向服务器刀片提供存储功能。存储刀片上一般配备2块性能较高90mm(5英寸)硬盘，接口类型有IDE、SCSI和光纤通道(Fiber Channel)接口。 管理刀片 第一代刀片服务器的KVM(Keyboard、VGA、Mouse)刀片可以说是功能最为简单的管理刀片，提供对所有服务器刀片的管理控制。KVM刀片，提供键盘、鼠标、显示器接口，KVM刀片经常还包括软驱和光驱，便于使用者直接操作服务器刀片。KVM刀片上提供切换开关，用于在机柜上的不同刀片之间或者不同机柜之间进行切换。第二代刀片服务器具备更加强大的管理功能，但是各家产品各不相同。管理刀片往往通过服务器刀片上集成的监控管理芯片进行1台或多台刀片服务器的集中监控和管理。管理刀片向服务器机柜内的其他刀片提供必要的配置信息，并在某些刀片发生故障时接收报警信息，并向监控程序发出报警。 CompactPCI ：刀片服务器的标准 CompactPCI开放式标准架构很好地平衡了业界标准，包括硬件、操作系统、应用开发工具、能快速有效开发高利润的电信增值服务，同时使传统上以专有软硬件架构为主的电信建设转型，能享受开放系统带来成本大幅降低及大众化业界标准操作系统的好处。这一转变让设备及服务供应商找到了数以百万计的开发者，并开始采用具高可靠性、高扩展性和高性能的CompactPCI宽频通讯平台。 CompactPCI总线标准是建立刀片服务器的基础。它是惟一的标准，同时也是标准纷争的起源。CompactPCI目前有2个主要的版本，即 0版和0版，它们在接口定义的完善程度上不尽相同。早期的刀片服务器全部采用CompactPCI 0的标准，背板带宽也限定在32位PCI之内，这些产品属于第一代刀片服务器。2002年最新推出的刀片服务器部分采用CompactPCI 0标准，背板支持64位PCI通信，称之为第二代刀片服务器。由于标准的版本不同，两代刀片服务器之间不能完全兼容。 目前为止，只有HP一家声称完全按照CompactPCI标准设计刀片服务器，而其他服务器厂商只是在总线和接口标准方面遵循CompactPCI，在刀片的尺寸上没有完全按照该标准去执行。 应用模式指南 刀片服务器的应用很广泛，尤其是对于计算密集型应用，比如天气预报建模、数据采集、数据仿真、数字影象设计、空气动力学建模等等。而对于行业应用，如电信、金融、 IDC/ASP/ISP应用、移动电话基站、视频点播、Web主机操作及实验室系统等，刀片服务器依然能大显身手。刀片服务器的出现使其在2001年底的服务器市场上占据一块相对于机架式服务器来说不算小的市场份额。而随着2002年技术的发展尤其是InfiniBand技术开始扮演重要角色，刀片服务器将逐渐成为主流服务器并占据较大的市场份额。 刀片服务器的使用范围相当广泛。下面我们列出两个典型的应用模式进行简单的介绍。 应用模式1：网站Web服务器 这种方式可充分发挥刀片服务器密度高、可群集以及可远程管理的优势。网站可以用刀片服务器组成高密度的群集，用来实现高访问量的Web服务器，后端再连接中高端的服务器或群集系统作为数据库服务器。存储服务提供商可以采用同样的前端方案，后端配合NAS设备来提供存储服务。与普通机架服务器相比，刀片服务器在这类应用中的优势在于占用机位少，可有效节省托管费用。 应用模式2：中小企业网络服务器 当前的企业网络需求是多方面的，需要类型多样的服务，其中有些服务可以安装在一台机器上，而有些则需要使用至少一台备份机器或者群集。与之相对应，任何一个刀片系统既可以独立运行，也可以与其他服务器组成群集或互为备份。根据企业的实际需要进行搭配。这种方式可充分发挥刀片服务器易管理、配置灵活和可扩展性好的优势。 使用刀片服务器进行群集并与存域网相结合，这可以胜任大数据量吞吐的数据库并行处理。对于企业来说，这种高密度不仅节约了宝贵的机柜空间，还节约了布线成本，并可节电，从而降低对UPS的要求。

一级最省电 二级比较省电

惠普节能降耗从三个层面：数据中心层面环境级的节能技术；针对服务器、存储等IT产品在系统层面的绿色设计；对关键节能部件的研发。针对数据中心环境层面构建新一代绿色数据中心或对原有数据中心进行改造；在设备层面以能量智控（Thermal Logic）技术以及PARSEC体系架构等方面的创新成为未来数据中心节能的最关键基础设施；同时这些创新技术体现在一些关键节能部件上，如Active Cool（主动散热）风扇、动态功率调整技术（DPS, Dynamic Power Saver）等提高能源效率来降低运营成本。 HP DSC精确制冷 实现绿色数据中心 传统数据中心机房采用的是平均制冷设计模式，但目前随着机架式服务器以及刀片服务器的出现和普及，数据中心出现了高密度服务器与低密度混合的模式，由于服务器的密度不均衡，因而产生的热量也不均衡，传统数据中心的平均制冷方法已经很难满足需求。造成目前数据中心的两个现状：一是目前85％以上的机房存在过度制冷问题；二在数据中心的供电中，只有1/3用在IT设备上，而制冷费用占到总供电的2/3 。因此降低制冷能耗是数据中心节能的关键所在。 针对传统数据中心机房的平均制冷弊端，惠普推出了基于动态智能制冷技术的全新解决方案——“惠普动态智能冷却系统”（DSC, Dynamic Smart Cooling）。动态智能冷却技术的目标是通过精确制冷，提高制冷效率。DSC可根据服务器运行负荷动态调控冷却系统来降低能耗，根据数据中心的大小不同，节能可达到20 %至45%。 DSC结合了惠普在电源与冷却方面的现有创新技术，如惠普刀片服务器系统 c-Class架构的重要组件HP Thermal Logic等技术，通过在服务器机架上安装了很多与数据中心相连的热能探测器，可以随时把服务器的温度变化信息传递到中央监控系统。当探测器传递一个服务器温度升高的信息时，中央监控系统就会发出指令给最近的几台冷却设备，加大功率制冷来降低那台服务器的温度。当服务器的温度下降后，中央监控系统会根据探测器传递过来的新信息，发出指令给附近的冷却设备减小功率。惠普的实验数据显示，在惠普实验室的同一数据中心不采用DSC技术，冷却需要117千瓦，而采用DSC系统只需要72千瓦。 惠普公司新一代绿色刀片系统HP BladeSystem c-Class基于工业标准的模块化设计，它不仅仅集成了刀片服务器和刀片存储，还集成了数据中心的众多要素如网络、电源/冷却和管理等，即把计算、存储、网络、电源/冷却和管理都整合到一起。同时在创新的BladeSystem c-Class刀片系统中，还充分考虑了现代数据中心基础设施对电源、冷却、连接、冗余、安全、计算以及存储等方面的需求。 PARSEC体系架构和能量智控：绿色生产线的两大核心战略 作为数据中心的关键基础设施，绿色是刀片系统的重要发展趋势之一，也是数据中心节能的关键所在。HP BladeSystem c-Class刀片系统的创新设计中，绿色就是其关键创新技术之一，其独特的PARSEC体系架构和能量智控技术就是这条绿色生产线的两大关键技术。 HP PARSEC体系结构是惠普刀片系统针对绿色策略的另一创新。目前机架服务器都采用内部几个小型局部风扇布局，这样会造成成本较高、功率较大、散热能力差、消费功率和空间。HP PARSEC（Parallel Redundant Scalable Enterprise Cooling）体系结构是一种结合了局部与中心冷却特点的混合模式。机箱被分成四个区域，每个区域分别装有风扇，为该区域的刀片服务器提供直接的冷却服务，并为所有其它部件提供冷却服务。由于服务器刀片与存储刀片冷却标准不同，而冷却标准与机箱内部的基础元件相适应，甚至有时在多重冷却区内会出现不同类型的刀片。配合惠普创新的 Active Cool风扇，用户就可以轻松获得不同的冷却配置。惠普风扇设计支持热插拔，可通过添加或移除来调节气流，使之有效地通过整个系统，让冷却变得更加行之有效。 惠普的能量智控技术(Thermal Logic)是一种结合了惠普在供电、散热等方面的创新技术的系统级节能方法，该技术提供了嵌入式温度测量与控制能力，通过即时热量监控，可追踪每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电情况，这使用户能够及时了解并匹配系统运行需求，与此同时以手动或自动的方式设定温度阈值。或者自动开启冷却或调整冷却水平以应对并解决产生的热量，由此实现最为精确的供电及冷却控制能力。通过能量智控管理，客户可以动态地应用散热控制来优化性能、功耗和散热性能，以充分利用电源预算，确保灵活性。采用能量智控技术，同样电力可以供应的服务器数量增加一倍，与传统的机架堆叠式设备相比，效率提升30%。在每个机架插入更多服务器的同时，所耗费的供电及冷却量却保持不变或是减小，整体设计所需部件也将减少。 Active Cool风扇、DPS、电源调整仪：生产线的每个部件都要节能 惠普BladeSystem c-Class刀片系统作为一个“绿色生产线”，通过能量智控技术和PARSEC体系架构实现了“生产线”级的节能降耗，而这条生产线上各组成部件的技术创新则是绿色生产线的关键技术保障。例如，深具革新意义的Active Cool风扇，实现智能电源管理的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术。 风扇是散热的关键部件。风扇设计是否越大越好？答案是否定的。市场上有的刀片服务器产品采用了较大型的集中散热风扇，不仅占用空间大、噪音大，冗余性较差、有漏气通道，而且存在过渡供应、需要较高的供电负荷。 惠普刀片服务器中采用了创新的Active Cool（主动散热）风扇。Active Cool风扇的设计理念源于飞行器技术，体积小巧，扇叶转速达136英里/小时，在产生强劲气流的同时比传统型风扇设计耗电量更低。同时具有高风量（CFM）、高风压、最佳噪音效果、最佳功耗等特点，仅使用100瓦电力便能够冷却16台刀片服务器。这项深具革新意义的风扇当前正在申请20项专利。Active Cool风扇配合PARSEC散热技术，可根据服务器的负载自动调节风扇的工作状态，并让最节能的气流和最有效的散热通道来冷却需要的部件，有效减少了冷却能量消耗，与传统散热风扇相比，功耗降低66％，数据中心能量消耗减少50%。 在供电方面，同传统的机架服务器独立供电的方式相比，惠普的刀片系统采用集中供电，通过创新的ProLiant 电源调整仪以及动态功率调整等技术实现了智能电源管理，根据电源状况有针对性地采取策略，大大节省了电能消耗。 ProLiant 电源调整仪（ProLiant Power Regulator）可实现服务器级、基于策略的电源管理。电源调整议可以根据CPU的应用情况为其提供电源，必要时，为CPU应用提供全功率，当不需要时则可使CPU处于节电模式，这使得服务器可以实现基于策略的电源管理。事实上可通过动态和静态两种方式来控制CPU的电源状态，即电源调整议即可以设置成连续低功耗的静态工作模式，也可以设置成根据CPU使用情况自动调整电源供应的动态模式。目前电源调整议可适用于AMD或英特尔的芯片，为方便使用，惠普可通过iLO高级接口显示处理器的使用数据并通过该窗口进行配置操作。电源调整议使服务器在不损失性能的前提下节省了功率和散热成本。 惠普创新的动态功率调整技术（DPS, Dynamic Power Saver）可以实时监测机箱内的电源消耗，并根据需求自动调节电源的供应。由于电源在高负荷下运转才能发挥最大效力，通过提供与用户整体基础设施要求相匹的配电量， DPS进一步改进了耗电状况。例如，当服务器对电源的需求较少时，可以只启动一对供电模块，而使其它供电模块处于stand by状态，而不是开启所有的供电单元，但每个供电单元都以较低的效率运行。当对电源需求增加时，可及时启动STAND BY的供电模块，使之满足供电需求。这样确保了供电系统总是保持最高效的工作状态，同时确保充足的电力供应，但通过较低的供电负荷实现电力的节约。