IT行业未来的节能技术

图形系统的节能：按任务弹性分配

图形系统与微处理器系统非常相似，GPU是图形系统的核心，高性能GPU则是电力资源的杀手。而除了GPU之外，图形系统中的高速显存同样也是能源杀手。既然如此，节能技术就必须同时从GPU与显存系统着眼。

与处理器类似，导入新工艺是降低GPU和显存能耗的法宝，不过GPU与显存的逻辑结构都比较固定，能效改进的结构相当有限，所以无论NVIDIA还是AMD，都很难通过革新设计获得能源效率的提升，双方的性能竞赛更像是一场流处理器数量的堆砌，在这样的背景下，GPU能耗高是必然的，即便引入新的工艺，激烈市场竞争又会使得双方推出能耗高的新一代产品。

导入能源按需指派是非常理想的做法，事实上这也是图形工业一直努力的方向所在。我们知道，GPU内部除了负责3D渲染和通用计算的流处理器单元外，还具有2D显示、高清视频引擎等不同的逻辑单元，假如用户只是在处理办公文档，那么显卡其实只要求提供2D显示和能满足操作系统3D视觉的简单3D性能，此时GPU中的大多数流处理器都可以关闭，只需留下个位数的流处理单元和2D显示单元即可。当然显存系统的大部分供电也可以被关闭；假如用户在观赏视频，那么同样地，不需要使用的硬件单元可以暂时关闭。从技术上讲，这样的设计完全是可以实现的，NVIDIA在GPU中采用的PowerMizer技术、AMD的PowerPlay技术，都可以在一定程度上做到这一点。

类似PowerPlay的节能技术能够显著降低GPU的平均功耗指标

混合多显卡模式的出现，也能够有效降低整机的能耗。NVIDIA的Hybrid SLI技术体系中曾经支持一项名为Hybrid Power的节能技术，即当用户在从事一些非3D的常规任务时，独立显卡可以被关闭、系统只依靠芯片组集成的GPU来完成显示—由于集成GPU能耗要大大低于独立显卡，此举可以显著降低整机的能耗。不过，NVIDIA现在已经在桌面显卡中取消了这一技术，对此NVIDIA解释说其独立显卡目前已能支持高效的节能技术，在常规任务下显卡的能耗可以同集成GPU相差无几，
Hybrid Power就失去了价值。这一声明的背后源自NVIDIA的另一举措：在2008年8月份，NVIDIA以
2500万美金的代价获得全美达LongRun、LongRun2节能技术的授权，前者可以根据任务对芯片的频率/电压实施近乎动态的调整，后者则可以将芯片内部的漏电流削减到原先的1/70，相信这两项技术已逐渐融入NVIDIA的新一代产品中，使之能够获得理想的节能表现。假如NVIDIA能够在移动GPU中也快速导入这些技术的话，那么有望改变长久以来移动GPU能耗一直高于AMD的情况。

宏观角度的节能：将任务分配给能效高的部件

如果将注意力放在处理器、GPU局部，固然可以实现能源效率的提高，但未必能够做到能源利用的佳化。我们知道，CPU适合处理带分支预测的转向程序，而GPU适合3D渲染和高并行、不带分支的计算程序，假如让CPU来渲染3D图形，那么后果可想而知：在提供与GPU相同渲染性能的条件下，CPU所耗费的能源也许是GPU的100倍以上！这个例子告诉我们：任何一项计算任务，应该交给适合处理该任务的计算芯片，这样才能够实现能源利用的佳化。

NVIDIA Tesla通用加速卡，核心部件为GPU，它在高并行计算应用中效率远高于传统的CPU

但在现实应用中，违背此种情况的例子随处可见，比如气象模拟、DNA排序之类的科学计算都涉及到大量的复杂浮点运算，通常需要大型计算机方可胜任，而大型计算机中负责运算的则是微处理器。事实上，如果采用GPU来处理这些任务，那么效率会高出10倍以上，这意味着系统只要消耗少得多的能源，就能够完成同样的任务。在这个领域，NVIDIA目前同样居于领先地位，它所推出的CUDA平台在通用计算领域占据事实上的垄断，借助CUDA，开发者可以编写出GPU加速的计算程序，从而实现能源效率的大幅提升。

值得一提的是，通用计算同样可以用于普通的PC用户，比如说现在的图像处理、Flash播放都是依靠CPU进行的，在执行这类任务时，CPU占用率正常都在100%，假如能够支持GPU加速，那么任务可以完成得又快又好，所耗费的能源也要低得多。

随着GPU通用计算的不断成熟，GPU会承担越来越多的浮点计算任务，包括物理计算、光线追踪、图像处理、3D桌面、Flash播放、PDF阅览等许多应用领域。

存储系统的节能：使用绿色产品

硬盘本身已经是一个功耗很低的部件，继续在硬盘身上挖掘剩余能源显然是不现实的，因为目前硬盘工业紧要的问题是提升性能而非降低功耗。不过事事无绝对，随着应用的个性化，硬盘产品也出现包括发烧、性能、节能这样的产品细分。

西部数据GreenPower绿盘，以低转速获得更低的能源消耗，
适用于NAS、家庭服务器等不要求高效能的场合。

西部数据的GreenPower绿盘是节能硬盘的典范，这类节能型硬盘通常只有5400rpm的速度，而且在没有寻道、读写动作时可以处于休眠状态，因此它的读写性能要比常规硬盘慢一些，好处就是功耗只有常规硬盘的60%左右，每个硬盘平均可节省4～5瓦电能—对PC而言，区区4～5瓦功耗算不了什么，但对拥有成百上千个硬盘的数据仓库来说，所节约的能源就非常可观。因此对大型企业、数据中心等单位来说，改用节能型硬盘是降低运营成本的有效举措。

另一项节能措施就是根据情况、及早更换新款、大容量的硬盘。硬盘的能耗主要取决于电机系统，而与容量没有多大关系，一个1TB的硬盘，消耗的能源甚至可以比一个100GB硬盘还要低，那么用一个1TB硬盘来代替10个100GB硬盘，间接起到的效果就是将能耗值降低整整90%。因此对数据中心来说，虽然更换硬盘需耗费一定的成本，但从综合角度来看也许仍然划算。