本文作者Greg Schulz是IT行业研究与顾问公司StorageIO的创始人。他曾在各种IT组织担任过程序员、系统管理员、灾难恢复顾问和容量规划师等职务，并在许多业界厂商担任过其他许多职务。他最近发布了新书《绿色与虚拟数据中心》以及存储网络行业协会（SNIA）赞助的《弹性存储网络》。
包括刀片机、刀片服务器、台式机、笔记本电脑、大型机、个人电脑、处理机、服务器和工作站等在内的各种计算机是各种数据中心或信息工厂的关键组件和资源。这些计算机可以运行或执行各种应用软件，实现各种应用和商业功能。 如果没有合适的软件，硬件就无法发挥出特定功能。软件包括微码、固件、操作系统或应用软件，如果没有硬件的支持，软件也无法发挥出功能。我个人认为，下一个真正具有革命性意义的技术将是那种对硬件无要求的软件以及对软件无要求的硬件。 那时，了解更高处理需求或计算能力以及后续能源需求与提高能效以降低功耗和冷却成本及它们的环境影响的需求之间的关系就变得非常重要。
在一般的数据中心里，各种计算机是继冷却系统之后耗电量第二大的项目。除了能源、冷却和占地面积之外，那些计算机还存在环保和安全方面的成本，电子线路板、电池电源以及其他潜在有害物质都必须得到回收和妥善处理。 计算机越大，它里面的组件就越多；计算机越小，它里面的组件就越小和越少。
不同的服务器的耗电量和发热量都是不同的，具体取决于它们的工作模式。比如，服务器关闭时它的耗电量是零，但是在启动时的耗电量会非常高。在运行不同的负载、处于待机或睡眠模式时，服务器消耗的能源也都是不同的。 由于需要更快的处理器从而在更短的时间完成更多的任务，厂商们采取各种措施来提高处理器或芯片的能效，并降低系统的总能耗。
除了提高能效之外，计算机芯片还支持各种节能模式，比如在任务少的情况下降低芯片速度和减少能耗。节约能耗还有其他许多方法，比如自适应电源管理、智能电源管理、自适应电压调节和动态带宽调节等等，这些技术都是通过改变性能水平来调整能耗。 举个一般性的例子，一台服务器的处理器芯片在高性能状况下可能会要求1.4伏电压和3.6GHz频率，在中等性能状况下可能会要求1.3伏电压和3.2GHz频率，在低性能和节能状况下可能会要求1.2伏电压和2.8GHz频率。英特尔的SpeedStep以及其他能效与性能增强技术都可以在系统不需要高性能的时候降低能耗，但是在需要时又可以提高性能和效率。
为了解决服务器机架级、板级或芯片级等各级能耗、冷却、占地面积和环保与安全等问题，业内还研究和使用了另外一种方法，即改善直接冷却和间接冷却。以前都是利用空气来进行冷却和除热，服务器机架、设备机箱和电源以及其他各种高能耗、高生热的组件都安装了风扇来散热。 液体冷却技术也一直为厂商们所使用，尤其是对于大型机和巨型机来说，这种冷却方式应用地更普遍一些。随着高级冷却风扇的出现，稳定能耗的服务器以及高效率空气冷却、液体冷却技术最近也开始进入服务器领域。
锡片包裹的软件模型演变为软件包裹的应用设备或虚拟设备。在这种情况下，厂商们使用虚拟机在物理服务器或其他硬件设备上托管软件。 例如，数据库厂商或虚拟磁带库软件厂商也许会将它们的解决方案安装到一台物理服务器上的不同虚拟机之中。利用这种方法可以整合使用不充分的服务器，但是应注意的是，不要将现有物理硬件资源过分整合在一起，尤其是那些对时间很敏感的应用设备。
象硬盘那样的磁盘存储解决方案虽然速度较慢，但是它比基于RAM的内存解决方案的成本要第一些。而且它的存储是可持续的。也就是说，即使设备断电后，保存在里面的数据仍然存在。 从PCFE的角度来说，为了在特定成本条件下实现某个特定功能、服务质量以及服务水平目标，还需考虑调节内存和存储性能、可用性、容量以及能耗。将大部分内存或存储容量降到最低是不够的。 除了容量之外，其他与存储设备相关的许多因素也应被考虑进来，包括使用率、操作系统页面故障和页面读写操作、内存交换和内存错误等等。
在进行服务器虚拟化之前，需要考虑很多问题：应用软件的必要条件和它对性能、可用性、容量以及成本的需求是什么？ 什么服务器可以整合，什么服务器不能整合？ 相关解决方案是否能够简化软件管理或硬件管理？ 相关解决方案是否能够实现动态应用与资源管理？ 相关技术如何与现有以及其他新技术兼容合作？ 调整性能、容量、可用性和能源需求的问题将如何得到解决？ 由谁来布置、维护和管理解决方案？ 是否会从对软件厂商的依赖变成对硬件厂商的依赖？ 不同的硬件架构和不同代的设备将如何共存？ 如何调整解决方案以确保稳定性？
服务器虚拟化通常应用于整合使用率不高的服务器，以降低硬件及相关管理费用，以及与冷却条件相关的能耗。整合的方法可能是多种多样的。 例如，一台服务器的操作系统和应用软件可以作为来宾进程被迁移到现有虚拟结构中的一个虚拟机上。虚拟结构中可以存在和运行多个虚拟机。 根据执行条件的不同，不同类型的操作系统可以同时作为来宾进程共存在多个虚拟机上。例如，Linux、UNIX和Microsoft Windows等系统可以同时存在于同一台服务器上，它们分别在各自的来宾虚拟机上运行。
整合使用率不充分的服务器可以解决PCFE问题，降低硬件成本。然而，服务器虚拟化本身并不能解决操作系统和应用软件整合以及相关成本节约的问题。 如果成本节约是一项关键目标，那么你就应该在降低硬件成本之外再考虑一下如何降低各种软件成本，包括专利费用和维护费用等等。服务器整合在短期内有着巨大的市场机会，服务器虚拟化的市场机会可能更大。
注意要点：
#慎重对待以免引发性能或可用性问题。
#搞清如何利用虚拟化来提高生产力和实现规模调整。
#研究支持能效和提高生产力的新技术。
#了解与虚拟化有关的数据保护和管理问题。
#服务器整合解决硬件成本问题，单独考虑软件成本。
#刀片服务器可以被用于整合以及实现规模调整。
#并非所有的服务器都可以降低电源，并非所有的重复性事物都可以被简单移除。
#有些服务器可以在某些时候以低性能和低能耗的模式运行。
#研究智能和动态冷却技术。
在下一种真正具有革命性意义的技术创新出现之前，应用软件和虚拟服务器将继续依赖物理硬件，这些物理硬件仍需消耗电能和产生热量。注意在优化过程中仔细评估投资回报，不要为了节约一分钱而投入一美元。
