使用优化的数据包软件降低网络功耗

在给定了数据处理和软件如何划分的方式之后，就可以充分利用多核处理器。可以利用有限数量的处理器核来运行操作系统的网络堆栈，从而解放其他的处理器核以运行快速路径的数据包处理。标准操作系统堆栈可伸缩性的缺乏不再会冲击系统性能，因为大多数的数据包不再会受限于不必要的延迟。快速路径的处理器核专用于执行那些能实际决定产品性能的功能。

每个网络装置都有不同的特性，然而已经看见的是基于快速路径概念的许多真实世界的例子在处理器子系统效率方面产生了7到10倍的改进。在一个典型的网络基础设施产品里，60%的功耗被处理器、内存等原件消耗，其余功率被I/O、系统管理元件以及电源等消耗。因此，如果你能降低处理器的功耗到原先的1/7，这就意味着你可以节省大约1/2的系统功耗。

随着处理器所消耗的功率极大地降低，系统电源的体积也可以减少。为了简化起见，我们估计其节能比例约为4%。那么在维持应用性能和吞吐量保持不变的情况下，总体而言，整个系统的功耗大约降低了55%。这些内容在论文的阐述里看似简单，但是通过使用这些技术真能产生实际确凿的节能目的吗？

简单的回答是：绝对可以。现在已有许多的高性能数据包处理软件解决方案。其中一个领先的供应商，即是6WIND，已经通过其运行于独立网络处理平台的6WINDGate产品展示了若干使用案例。其中一个案例是与Advantech这一通信与网络计算设备领先制造商合作的成果。6WIND基于Advantech的NCP-7560 Packetarium平台用96个处理器核，在横贯8块电路板上实现了这种解决方案。

图3 6WINDGate软件包是标准操作系统网络堆栈的方便替代品

Packetarium系统的典型功率预算为250W+480W（8×60W，为每一个处理器电路板）＝730W，并且包含了用于远程系统管理和电源等模块的功耗。6WINDGate安装于标准Linux操作系统的网络堆栈，并且测试了一个具有6个端口的应用。

结果显示，只需要3块网络处理电路板就能达到原本需要8块电路板才能实现的性能。这一数量的减少意味着减少了62.5%的处理负载。在系统级别，功耗相比原先的预算大约减少了55%。优化的软件能够使得这一网络应用的总体功耗从730W降低到仅有400W。从可预见的潜在的CAPEX减少，这样的情况意味着节能40%。

图4 Advantech的 NCP-7560 Packetarium平台在8块电路板上具有多达96个处理器核

因为大部分的网络平台运行在24×7的状态下，潜在的能量和OPEX节省会非常可观。就按照节能330W来算，这也意味着每天节能大约8kWh，或者说每年大约节能2890kWh。