第 14 章 电源管理的重要性

降低计算机系统的整体功耗有助于节省成本。有效地优化每个系统组件的能源消耗包括研究系统执行的不同任务,并配置各个组件以确保其在该作业的性能正确。降低特定组件或整个系统的功耗,可以降低产生的热量并可能会降低性能。

正确的电源管理结果包括:

  • 服务器和计算中心的发热的缩减
  • 降低辅助成本,包括冷却、空间、电缆、发电机和不间断电源 (UPS)
  • 延长笔记本电脑的电池寿命
  • 降低二氧化碳的输出
  • 满足与绿色 IT 相关的政府法规或法律要求,例如,节能星级
  • 使新系统满足公司的要求

这部分论述了有关 Red Hat Enterprise Linux 系统的电源管理的信息。

14.1. 电源管理基础

有效电源管理基于以下原则构建:

闲置 CPU 应该在需要时唤醒

从 Red Hat Enterprise Linux 6 开始,内核以 tickless 方式运行,这意味着,以前使用的定期计时器中断已被按需中断替代。因此,空闲的 CPU 可以在新任务排队进行处理前保持闲置状态,并且已处于较低电源状态的 CPU 可以保持这个状态更长时间。但是,如果您的系统中存在会创建不必要的计时器事件的应用程序时,此功能的好处可能会减少。轮询事件(如检查卷更改或鼠标移动)是此类事件的示例。

Red Hat Enterprise Linux 包括您可以使用的工具,您可以根据自己的 CPU 使用量识别和审核应用程序。有关更多信息,请参见审计和分析概述工具以进行审计

应该完全禁用未使用的硬件和设备
对于存在移动部分的设备(如硬盘)也是如此。除此之外,一些应用程序可能会留下未使用但已启用的设备"打开";当发生这种情况时,内核会假定设备处于使用状态,这样可防止设备进入节能状态。
较少的活动应转代表低的电源消耗

然而,在很多情况下,这取决于现代的硬件以及正确的 BIOS 配置,或在现代系统中使用 UEFI,包括非 x86 架构。确保您的系统使用了最新的官方固件,且在 BIOS 的电源管理或设备配置部分中启用了电源管理功能。要查找的一些功能包括:

  • 对 ARM64 的 Collaborative Processor Performance Controls (CPPC) 支持
  • IBM Power 系统的 PowerNV 支持
  • SpeedStep
  • PowerNow!
  • Cool’n’Quiet
  • ACPI (C-state)
  • Smart

    如果您的硬件对这些功能的支持,且在 BIOS 中启用了它们,Red Hat Enterprise Linux 默认使用它们。

不同的 CPU 状态形式及其影响

现代 CPU 与高级配置和电源接口 (ACPI) 结合会提供不同的电源状态。三个不同的状态是:

  • Sleep (C-states)
  • Frequency and voltage (P-states)
  • Heat output (T-states or thermal states)

    在以最低的睡眠(sleep)状态中运行的 CPU 会消耗最小的电能,但在需要时也会花费大量时间从该状态唤醒。在非常罕见的情形中,这可能会导致 CPU 在每次将要进入睡眠状态时被立即唤醒。这种情况会导致 CPU 一直处于忙碌状态,并在已使用另一个状态时丧失一些潜在的节能好处。

关闭的机器使用最少电能
省电功能的最佳方法是关闭系统。例如,您的公司可以开发一个企业文化,专注于"绿色 IT"感知,例如在午餐休息或下班后关闭机器。您还可以将多个物理服务器整合为一个较大的服务器,并使用 Red Hat Enterprise Linux 提供的虚拟化技术虚拟化它们。