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H3C在节能设计方面的实践

【发布时间:2008-06-04】

1         H3C在节能设计方面的实践

H3C发现,在基础网络建设的总拥有成本(TCO)中,设备本身的电力消耗以及为降低设备温度所需的制冷电力消耗的是运营成本(OPEX)中重要的组成部分。如何降低设备功耗、减少不必要的热量,节约用电,已经成为用户关注的焦点之一。

H3C为每类产品确定能效指标,并确定产品的节能改进路标,针对产品生命周期内的环境负荷不断进行改进。针对网络产品,提出了“单位性能的能效”的量化指标,对网络设备的端口种类较为集中,提出“端口平均能效”。同时考虑产品的不同配置和工作状态下能耗指标的差异问题,按照“不同的负载条件下的能效”和“不同工作状态下的能效”分级设定目标。量化后的能效指标在改进产品能耗过程中更具可操作性。

H3C在产品的绿色设计上有很多有效的改进方案,比如采用高效节能电源、N+1电源配置、智能散热方案、节能芯片等方式,H3C的产品能耗有显著降低,更有甚者如SR66多业务路由器整机功耗是同类厂商同级别设备一半以下。

1.1        采用高效节能电源和智能电源设计,降低产品能耗

H3C使用的高效电源适配器满足待机和工作两种模式能效规范,符合CEC、美国能源之星及欧洲COC要求,提供大于80%的能效。这种电源适配器在待机模式下功耗小于300mW,而目前大多数60W适配器的待机能耗均为750mW

H3C在产品设计中普遍采用业界成熟先进的高效能、高功率密度和低待机能耗的电源系统。电源系统中采用低静态电流、降低待机模式的能耗等技术,相比同类产品节电可达20%以上。

在高端产品中采用N+1(可配2/3/4个电源)电源备份方案,与传统11备份方案相比,可以根据设备运行的实际功耗配置相应数量的电源,减少电源消耗。

智能电源管理,用户可以关闭不使用的在线板卡。通过命令能显示当前使用多少功耗,剩余多少功耗,保留多少功耗,超出总功耗的板卡不能上电,并输出告警。

在高端交换机设备中支持控制单板顺序上电,降低单板同时上电带来的电源冲击,既降低能耗,又延长设备使用寿命;支持控制单板下电,隔离故障/空闲单板,降低系统功耗。

1.2        通过智能散热方案,改善产品的噪音和能耗

在进行热设计时,H3C优先考虑自然风冷散热方式。因为风扇冷却需要消耗能量,因此在设计时推荐采用自然风冷的通风孔传导空气散热方式,必须采用风扇散热时,也尽可能选用功率小的风扇。

优化机箱散热设计,结构上增加导风板、导风格栅等辅助措施,并加大进出风口,增加散热效率,降低风扇能耗。

传统风扇模式,功率恒定,电扇转速降低则MOS管功耗增加会发热,反而额外增加散热能耗。H3C较早推行智能散热解决方案,产品中普遍采用了PWM智能风扇调速方案,该方案可根据环境温度和网络设备的业务流量动态调节风扇的转速。在环境温度较低的机房环境中,风扇可以自动降低转速,这样可以降低噪音、功耗和系统积尘。风扇的低速运行只消耗风扇全速运转时所需的25%的电力。在环境温度较高的情况下,风扇可以提高转速,且支持多级调速,满足系统散热的需求。

一些低端产品,如低端路由器产品MSR 20-1XER3100ER3200,无线AP,通过优化散热解决方案,实现了无风扇设计,既没有噪音,同时节省了风扇消耗的功耗。在对产品功耗和噪音要求都很严格的日本,H3C产品进入企业,出现在办公桌上,可以证明其在低功耗低噪音方面的成绩。

1.3        采用先进的工艺和节能芯片,降低产品的能耗

H3C在产品设计中,普遍采用业界先进厂家、先进工艺、高集成度、低功耗芯片,并结合芯片的低功耗特性开发智能管理软件,在提升系统性能的同时大大降低了整机功耗。

1.         以太网交换机产品的以太网端口具备休眠模式,在无link的情况下自动关闭端口,使功耗降到最低;当有数据传输时又能自动唤醒端口,使其正常工作。

2.         以太网电接口支持自动电缆长度探测,可以根据电缆长度调整发送器驱动电流,既满足信号传送要求,又降低了功耗;

3.         EOC部分终端产品可以根据端口的链接状态自动调节端口及芯片工作状态,在端口链接但不工作时相对普通端口能降低60%-80%左右的功耗。

4.         空闲端口支持PowerDown模式:可以自动根据设备的单板配置,关闭空闲的高速互连端口,降低了单板功耗;经过测试,空闲端口Powerdown模式,每端口节电可达60%(S5100-24P实测结果)。

5.         一些产品支持光电混合端口的业务板,部分场合下可以用一块业务板完成光电端口的布局,节省了用户投资,并降低了系统功耗。

1.4        其他节能设计思路与实践

1.         WLAN产品输出功率采用多级可调方式,能根据覆盖范围合理调整输出功耗,减少能耗浪费。

2.         WLAN室外型系列产品采用工业级宽温度范围器件,内置温度检测与小型加热电路,使产品能直接应用于室外低温环境。

3.         WLAN产品全线支持零配置特性:采用“Fit AP”模式与无线控制器进行组网时,上电即可正常工作,极大方便了用户的使用,也降低了设备的维护成本。AP支持启动后自动获取IP地址、自动获取无线控制器的工作列表并自动和无线控制器建立关联,真正做到了零配置,免维护,极大地减轻了网络管理人员在部署网络阶段的维护工作量。

4.         在全球第一款多核路由器SR66产品中采用多核技术,8/32个线程,功能强大,比SMPCPU系统功耗大为降低,性能大幅提升。