公共机房微机节能方法探索

陈专红 胡虚怀

摘要分析了微机机房管理中不容忽视的能耗问题，探讨了通过加强机房节能技术应用与管理维护等万面的工作，以达到机房节能降耗的目的的相关方法与手段

关键词计算机机房管理；计算机节能；能耗，能源效率

中图分类号：TP308文献标志码：B文章编号：1006-8228(2012)01-54-03

O引言

随着科技日新月异的发展，计算机已被广泛地应用到人类生产生活的各个领域。

市场研究公司Forrester Research最新发表的PC市场数字预测称，从IBM的第一台电脑开始，全球达到10亿台电脑用了27年的时间。全球达到下—个10亿台电脑所用的时间要更快一些。到2015年，全球使用的电脑数量将达到20亿台，年增长率为12.3％。Forrester预测称，到2015年，仅中国就将新增加5亿台新电脑。

大量电脑功耗造成的电费支出，已成为各级政府和企事业单位重要的财务支出。以一般电脑250W的功耗、一天使用8小时、一年300天来算，一个拥有1000台电脑的单位，一年就要直接消耗60万度电，间接产生的二氧化碳排放达到300吨之多。

从上述情况我们不难发现，电脑将造成的电能消耗是非常惊人的。笔者从多年的机房维护管理经验来看，对于微机高度集中的学校机房和网络实验室而言，而降低机房或实验室的整体能耗是存在非常大的弹性空间的，除了基础设施设备建设以外，机房值班维护管理人员在机房的运作方面也大有降低能耗的余地。

1选用低能耗计算机

对于学校公共机房，采用低能耗计算机设备是机房节能的基本措施。

就计算机主要部件节能而言，应关注CPU芯片、显卡、计算机开关电源和显示器，因为这些部件是计算机耗电的大件。

(1)在选择CPU芯片时不要只追求高频率、高性能，应该考虑功耗问题。计算机的速度越快能耗就越大。

(2)显卡应优先考虑板载显卡。显卡按不同的设计方案分为独立显卡和集成显卡。在PC机领域主流的独立显卡的功率在30W-50W，而负载的高端显卡可以轻易达到170W。集成显卡因集成在主板上，显示部分带来的功耗为10W-15W。在图像性能要求不高的一般应用中，采用集成显卡当为首选。

(3)采用转换效率高的电源。一款节能型的开关电源，应满足以下的要求：

一是典型负载下的转换效率达到80％。所谓典型负载，是指电源的负载达到额定功率的80％。节能电源在80％的负载状态下，转换效率必须达到80％。符合ATXl2 V20规范的电源可满足此条件。

二是功率因数达到0.8或以上。功率因数的高低，关乎国家电网系统的节能。对于用户来说，电网上损耗的无功功率是由国家承担了的，提高电器的功率因数，就是为国家节能做出了贡献。采用主动PFC电路的计算机开关电源，功率因数可以达到0.9以上。

(4)显示器节能主要从显示器的种类和显示器的尺寸来考虑。LCD显示器比CRT显示器能耗低，市场上LCD显示器功耗位于30-55W之间，CRT显示器的功耗在65-110W之间，如用LCD取代CRT，可以节能60％-80％。显示器尺寸越大功耗也就越大。如一台17英寸的显示器比一台14英寸显示器耗能多35％。公共机房的实验教学和应用显然没有必要使用过大的显示器，大小当以15-19英寸为主。当然同尺寸的LCD在功耗方面实际差异也很大，表现较好的索尼、飞利浦等产品，19英寸的产品可以做到30瓦左右的功耗，而一些在能耗方面表现不佳的产品，19英寸的产品功耗达45瓦左右。所以，即使配备的是LCD显示器也要关注其能效等级。

(5j选用节能型硬盘。如希捷近年推出的Barracuda LP系列低功耗桌面硬盘，宣称与传统的桌面硬盘(容量120-500GB，7200转硬盘为10-20W)相比，可节约高达50％的用电量。随后WD推出Caviar Green系列硬盘，比同行生产的驱动器平均省电4-5W，功耗澳9试中，其加载、空闲时分别为8W与4W。

通过对比实验，我们发现采用选购的80％节能效率电源和其他符合我国或世界相关能效标准要求的组件装配的微机并进行优化的节能设置后(见2.1节)，能够使相关系统的耗电量减少52％。

在计算机整机产品的节能上，目前币场上有两个方案可供参考。

一个是那些通过了国家CCECrr 22-2003《计算机节能产品认证技术要求》，获得了由中国标准认证中心颁发的认证证书的产品。在我国PC币场上，联想、惠普、长城、同方、浪潮等知名品牌都推出了节能型产品，可以直接选用。其中部分PC制造厂商，不仅在主流商用台式机全部获得了认证，同时依靠其在制造上的全线优势，企业标准甚至要高于国家标准。

另一个是那些能够满足美国国家环保局制定的能源之星4.0标准的产品。其主要设计目标是微机在待机状态时耗电量低于60瓦，其中主机和监视器各低于30瓦。目前联想集团已经设计了一大批能够达到该标准的产品。能源之星4.0标准是目前最严格的能效标准。

2加强机房节能技术应用

2.1优化电脑能耗设置

(1)选择合适的ACPI fAdvanced Configuratmn andPower Management Interface)模式来控制计算机各部件的工作状态，结合操作系统的APM(Advanced Power Manager)的合理设置，可以达到整机节能的目的。

ACPI共有六种模式，分别是SO～SS。我们实际应用的是s1和S3这两种电源管理模式。Sl(Power on Suspend)模式下，系统处于低电源供应状态，该模式可在Windows系统或主板BIOS中可设定。当条件满足时CPU停止工作，显示器自费关闭，其他硬件设备处于低电耗状态，电原指示灯闪烁。s3[suspend to RAM)模式即是把Windows系统中现存于内存中的所有数据保存不动，然后进入待命状态。此时除了内存需要电源来保持数据以外，其它的设备、装置全部停止供电，电源供立器的风扇也停止运转，只输出+SV的Standby电流给内存。重新开机后，计算机只是把内存的数据完整性确认后，即立刻目到进入s3模式之前的画面。$1/$3在Windows系统中都叫寺机(standby)，所以在BIOS里会有一个Standby mode选项。惠普所有的商用计算机都默认启用s3待机电源管理模式。这个模式每年能使每台计算机省电35％左右。实际情况是，用尤其是机房维护管理员往往无视PC里面的电源管理特性，忽视了其能带来较大的节能效果。

APM是通过操作系统来控制、管理电脑硬件电源的一种管理模式，其实也是一套电脑电源管理程序(软件)，版本不同能也有所不同，比如APM V1 0&V1l，这两个版本都是直接 BOIS执行电源管理，而APM V12则是可以先通过操作系统义电源管理，然后再由BIOS负责执行。

(2)在CMOS Setup中将"Qmck Power on Self Test(POST设为Enabled，同时将不用的光驱、软驱、网卡等设备禁用。

(3)因为机房微机通常均安装有还原卡和还原软件，将病毒木马软件设置为手动扫描，关闭Wmdows的自动更新能，并将360安全卫士等软件的操作系统漏洞修复功能设置手动方式。

(4)只加载系统必须的服务和关系系统安全的服务。对非必要的程序，一律在需要使用的时候手动启动并在用完之退出，减少不必要的资源浪费。例如将SQL Server的服务项设为手动启动等。

另外，如QQ、迅雷.Emule等一些常见的通讯和下载软件安装时通常都默认为开机时启动，或提示是否在开机时自行动，这时应选择否。

(5)优化配置软件，减少插件加载，提高程序效率。如搜狗输入法广告弹窗插件、浏览器中的迅雷看看相关插件等。用，在浏览网页时会被经常提示安装各种插件，此时一般情况均有必要安婕。

(6)经常清理系统垃圾和进行硬盘碎片整理。

计算机软件系统在长时间没有清理或整理的情况下会推积大量的垃圾文件或垃圾软件以及形成大量零散的磁盘碎片这些不仅浪费了硬盘空间也同时影响了系统的运行速度，增加了系统的能耗。

(7)适当降低显示器亮度。在做文字编辑时，将背景调暗些，节能的同时还可以保护视力、减轻眼睛的疲劳强度。另外对于CRT显示器，一般均将垂直刷新频率设为75Hz，而不是85Hz或者更高，因为更高的垂直刷新频率人眼已经无法感觉了。

(8)不要超频，这样既节能又稳定，且安全。

(9)取消鼠标使计算机脱离待机状态的功能。由于鼠标太灵敏了，机器待机时，稍微震动一下电脑桌就唤醒了电脑。为此，可以运行devmgmtmbc，打开设备管理器，然后定位到“鼠枥和其他指针设备”，打开当前鼠标设备的属性，切换到“电原管理”，取消“允许此设备使计算机脱离待机状态”。

2.2有效使用机房控制管理系统

根据实际观察，公共机房微机在开机后，总有一部分机器在相当多的时候是处于空闲状态的，也就是说，机房总是出现处于开机状态的计算机但并未被学生使用的情况，这使得能源效率大大降低。其中一种情况是有部分学生为凑够在机房在线学习时间，登录系统课程后就做其他事情，甚至不在计算机旁。对于空闲状态的微机应及时关闭电源。机房值班人员应适时巡视各开放机房，另一重要途径是使用好机房管理系统中的远程控制功能。

使用设计良好的机房管理系统，合理进行机房上机预约安排，监控机房设备运行状况，适时关闭空闲设备，防止一个用户使用几台机器的情况，可以有效提高机房设备能源效率比，最大限度地节省机房能耗。相应的机房管理系统有著名的台湾远志科技集团的产品Lanstar广播还原系统与CyberClass多教室联机教学平台等产品。其中CyberClass可以为学校建立统一的计算机管理中心，让管理员远距统一管理全校所有的电脑系统，支持硬盘还原维护、计算机远程维护管理、软件升级、计算机资产管理等操作。

还有如蓝光机房计费管理系统和万欣机房计费管理系统，其学生端机器的底层连接登录程序在一段时间无法连接到计费服务器时会自动关闭学生机器。这不论是对计费管理，还是对能耗节省，都是一项有效的措施。其实，在登录进八操作系统后，仍然有机器是无人使用的，我们还可以将此应用扩展一下，进一步实现自动关闭机房网络中的空闲计算机，即修改学生端使之能够监听所在系统有多长时间没有用户操作，如果超过设定值则视为该机器无人使用，于是调用关闭系统命令将自身所在机器关闭，同时学生端还将侦听控制节点以捕获管理控制端发送的各种远程控制命令包括关机命令。机器进入了空闲状态，这里指的不是CPU利用率为0％或利用率小于10％，而是指鼠标键盘没有被操作的状态。对此，在Windows 2000中提供有函数GetLatlnputlnfo()，这个函数使用结构LASTINPUTINFO作为参数

LASTINPUTINFO lpl，

lpl cbSize=sizeof(1pi)，

GctLastInputInfo(&lpl)，

调用函数GetLastlnputlnfo()以后，结构成员lpldwTlme中的值便是自上次输入事件发生以后的毫秒数。这个值也就是键盘、鼠标处于空闲状态的时间。当网络中的系统变为非活动状态超时后，学生端程序强制执行自动关闭。

此外，学生课外上机时，通过机房管理系统中的计费模块约束学生下机时必须关闭计算机，这也是节省机房能耗的一项有力措施。

3在管理、维护和使用上节能

3.1机房值班管理人员要有节能意识

首先，机房值班人员要适时监控机房设备的运行，及时做好故障设备的记录，便于维护维修人员减少排查时间，避免为定位故障机器将机房所有机器打开，提高维修效率，减少维修能耗。

其次。合理进行机房排课安排，优先使用能效高的机房。机房计算机同时使用越多，能源效率越大，在机房所有计算机同时使用时，能源效率最大。在实际排上机实验课时，应根据上机学生人数对机房进行合理调配组合，达到上机人数尽量和机房微机数—致，从而提高机房的能源效率。

第三，机房值班人员应具备计算机节能的基本常识。了解计算机不仅会在工作过程中产生用电量，还会在待机、睡眠甚至关闭条件下产生不同程度耗电(因未彻底切断显示器或主机电源，计算机主机即使在关机状态下，功耗也在5瓦左右)。所以机房值班k员下班时应关闭机房电源总闸，养成这种彻底断电的习惯，而不要让设备处于通电状态。

3.2机房维护维修人员要有节能意识

设备维护维修可以提高设备完好率和设备有效使用率，进而提高机房能源效率。但设备维护维修过程本身也伴随着能耗，尤其是软件的安装、配置与升级，需要机房所有机器开机较长一段时间。机房维护维修人员要优先从节能方面统筹安排维护维修工作流程，尽可能分散维护、避免集中维护，集中维护基于分散维护，以提高维护及故障排除的效率。而在集中维护时，要合理分工，同时使用流水线的方法安排工作流程，以最大限度缩短维护时间，节省机房维护(包括硬件故障排除、软件安装设置升级等)能耗。

3.3机房任课教师要培养学生的节能意识

计算机用户是否具有良好的使用习惯和节能意识，将会决定性地影响机器的能耗量。机房任课教师除了与机房值班老师一道约束学生遵守上机守则，养成良好的使用习惯外，还应注意培养学生的节能环保意识。譬如电脑启动电流大。要尽量避免随意开关机，让学生习惯使用系统待机或休眠功能。若较短时间不用电脑，可选择待机方式来降低能耗；短暂休息期间，可启用电脑的“睡眠”模式，这种低能耗模式可以将能耗降低到一半以下。在用下载软件下载数据时，如果无人守护，要使用下载软件的类似“下载完成后关机”功能，同时可以在下载时彻底关闭显示器。

4结束语

虽然节能环保意识已深入社会各个领域，而让计算机机房在设备性能不断提升的同时能更加节能，还是一项任重道远的工作。我们必须以科学技术为导向，去努力提高能源使用效率，减少能源消耗，为我国经济社会的可持续发展作出积极贡献。本文从微机选用、设置、管理维护和用户习惯等方面对微机机房节能提出了相关建议和方法。此外，提高机房能效，降低机房设备能耗，以及机房建筑节能等也是不容忽视的方面，限于篇幅，本篇不作讨论。