作者：宋子远

据外电报道，一名来自Google的工程师日前宣称，如果不能进一步提高目前计算机的效能及耗电比，那么它们运行所消耗的电能成本将超出最初购买时的硬件成本。这种情况是Google无法接受的，因为该公司拥有大量服务器。

今年9月份，Google工程师Luiz Andre Barroso在《ACM Queue》杂志上发表论文称，“如果未来几年效能及耗电比保持常数不变，电能成本将很容易超过硬件成本，同时很有可能是相当大的数目。”此前，Barroso曾为数字设备公司(Digital Equipment Corp.)设计处理器。

本周二，Sun微系统发布Sun Fire T2000服务器，搭配名为UltraSparc T1的Niagara处理器，其功耗仅为72瓦，与其它竞争对手的产品相比，有着明显的效能及耗电比优势。事实上，Barroso在数字设备公司参与设计的8核心Piranha处理器，在某种意义上与Niagara处理器类似，尽管最终未能推向市场。

与此同时，Barroso建议采用Sun微系统使用Niagara处理器的方法来解决功耗问题，这款处理器能够同时执行多条指令序列。目前典型的服务器芯片可以处理一个、两个甚至四个线程，但8核心Niagara处理器可处理32线程。

多年来功耗问题一度成为老对手Intel和AMD之间的竞争关键，AMD皓龙服务器芯片最大功耗为95瓦，Intel至强芯片功耗则介于110瓦和165瓦之间。尽管其它配件同样消耗电能，但Barroso发现低端服务器的处理器消耗的电能占整台服务器的50%至60%。

Sun微系统宣称Niagara处理器具备功耗很小的优点。在今年8月份举行的Intel开发者论坛大会上，Intel公布详细计划，改进处理器生产线，专注效能及耗电比。Barroso表示，Google最近三代计算基础结构，性能几乎提升一倍，但效能及耗电比几乎没有得到提高，这也就意味着消耗的电能几乎翻倍。

如果服务器功耗以每年20%的速度增长，一台搭配x86处理器的低端服务器四年所消耗的电能成本将超过最初的购买成本3000美元。如果服务器功耗以每年50%的速度增长，即使在电能价格保持目前每度9美分的情况下，到2010年累计消耗的电能成本将超过服务器成本。

Barroso提供的解决方案为：采用多线程处理器，并将这种方案称为“单芯片多处理技术”，与Sun微系统使用的“芯片多线程”类似。Barroso表示，业界将把单芯片多处理技术作为台式机和服务器市场的主流解决方案，但他同时承认目前仍存在很大障碍。

其一，单芯片多处理技术需要完全不同的程序设计方法，任务将被细分保证能够并行运行。事实上，Microsoft研究员Herb Sutter和James Larus也表示，“并行是十分困难的，不仅仅是因为目前的语言和工具不够充分，无法将软件转化到并行程序当中，而且主流软件往往并不支持，最糟糕的是，并行需要程序师采用对于人类来说相当困难的思维方式进行思考。”尽管如此，Barroso表示，软件正在进行逐步改进，程序设计工具也逐渐适应这种技术，并且多线程处理器开始流行。

其二，业界关注最多的是为个人电脑市场设计的大量处理器，而个人电脑与服务器不同，不需要多线程。Barroso表示，单芯片多处理技术也只能是暂时的解决方案。他说，“仅仅依靠单芯片多处理技术并不能解决功耗挑战，但能够在未来两三代处理器当中有所缓解，基本电路和构架创新才是长久之计。”