使用優(yōu)化的數(shù)據(jù)包軟件降低網(wǎng)絡功耗

在給定了數(shù)據(jù)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?shù)量的處理器核來運行操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡堆棧，從而解放其他的處理器核以運行快速路徑的數(shù)據(jù)包處理。標準操作系統(tǒng)堆?？缮炜s性的缺乏不再會沖擊系統(tǒng)性能，因為大多數(shù)的數(shù)據(jù)包不再會受限于不必要的延遲?？焖俾窂降奶幚砥骱藢Ｓ糜趫?zhí)行那些能實際決定產品性能的功能。

每個網(wǎng)絡裝置都有不同的特性，然而已經(jīng)看見的是基于快速路徑概念的許多真實世界的例子在處理器子系統(tǒng)效率方面產生了7到10倍的改進。在一個典型的網(wǎng)絡基礎設施產品里，60%的功耗被處理器、內存等原件消耗，其余功率被I/O、系統(tǒng)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，這就意味著你可以節(jié)省大約1/2的系統(tǒng)功耗。

隨著處理器所消耗的功率極大地降低，系統(tǒng)電源的體積也可以減少。為了簡化起見，我們估計其節(jié)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，整個系統(tǒng)的功耗大約降低了55%。這些內容在論文的闡述里看似簡單，但是通過使用這些技術真能產生實際確鑿的節(jié)能目的嗎？

簡單的回答是：絕對可以。現(xiàn)在已有許多的高性能數(shù)據(jù)包處理軟件解決方案。其中一個領先的供應商，即是6WIND，已經(jīng)通過其運行于獨立網(wǎng)絡處理平臺的6WINDGate產品展示了若干使用案例。其中一個案例是與Advantech這一通信與網(wǎng)絡計算設備領先制造商合作的成果。6WIND基于Advantech的NCP-7560 Packetarium平臺用96個處理器核，在橫貫8塊電路板上實現(xiàn)了這種解決方案。

圖3 6WINDGate軟件包是標準操作系統(tǒng)網(wǎng)絡堆棧的方便替代品

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

結果顯示，只需要3塊網(wǎng)絡處理電路板就能達到原本需要8塊電路板才能實現(xiàn)的性能。這一數(shù)量的減少意味著減少了62.5%的處理負載。在系統(tǒng)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)絡應用的總體功耗從730W降低到僅有400W。從可預見的潛在的CAPEX減少，這樣的情況意味著節(jié)能40%。

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

因為大部分的網(wǎng)絡平臺運行在24×7的狀態(tài)下，潛在的能量和OPEX節(jié)省會非常可觀。就按照節(jié)能330W來算，這也意味著每天節(jié)能大約8kWh，或者說每年大約節(jié)能2890kWh。