2016年10月27日至28日，SPEC（Standard Performance Evaluation Corporation，標(biāo)準(zhǔn)性能評(píng)估組織）于北京舉辦了SPEC 2016亞洲峰會(huì)，這也是SPEC組織自1988年成立以來首次在中國(guó)舉辦的峰會(huì)。
在上一篇文章中我們可以知道，SPEC是一個(gè)非營(yíng)利性的第三方組織，旨在制定、修改以及認(rèn)證一系列計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)用性能評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)。SPEC制作的這些基準(zhǔn)測(cè)試以及性能指標(biāo)可以廣泛適用并真實(shí)反映出客戶的實(shí)際計(jì)算環(huán)境。
計(jì)算效率：同時(shí)考慮性能與功耗
本次峰會(huì)的口號(hào)是“發(fā)現(xiàn)真實(shí)的計(jì)算效率”，為此，SPEC組織安排了數(shù)場(chǎng)相關(guān)的主題演講，不過，一個(gè)首先需要清楚的是，“計(jì)算效率”是指什么？從字面上看，顯然并不是單純的“計(jì)算性能”，它應(yīng)該“性能”與某一個(gè)“成本參數(shù)”的比值，盡管實(shí)際上沒有這么簡(jiǎn)單。
成本參數(shù)的選擇有很多，如最簡(jiǎn)單的，購(gòu)買成本，以及復(fù)雜一些的：運(yùn)維成本，乃至總體擁有成本（TCO），不過，從測(cè)試的角度來看，價(jià)格不太好量化，從可以測(cè)量的參數(shù)當(dāng)中選擇的話，這個(gè)“成本”很大程度上應(yīng)該是“能耗”。
能耗是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的一個(gè)重要成本之一，并且，能耗和很多其它的因素掛鉤，譬如說，環(huán)保。例如，在文章中有所介紹，中國(guó)是世界上的能源消耗大國(guó)，主要能源就是來自于煤炭（大約75%），中國(guó)的發(fā)電站大部分都是使用煤炭的火力發(fā)電站，極大部分的SO2排放和CO2排放都由煤電產(chǎn)生，額外產(chǎn)生的副產(chǎn)品還有“霧霾”。對(duì)于IT行業(yè)而言，單獨(dú)服務(wù)器，統(tǒng)計(jì)顯示2015年中國(guó)服務(wù)器總銷量236萬臺(tái)，保有量超過700萬臺(tái)，這些服務(wù)器每年電量消耗相當(dāng)于半個(gè)三峽電站的發(fā)電量。降低服務(wù)器的能耗對(duì)環(huán)保有著正向的動(dòng)力。
從數(shù)據(jù)中心內(nèi)部來說，降低服務(wù)器的能耗同時(shí)還可以降低整體的散熱和供電負(fù)擔(dān)，從而會(huì)進(jìn)一步降低整體的能耗。因此，本次峰會(huì)中，計(jì)算的效率指的就是“性能功耗比”。
計(jì)算效率的測(cè)試
要了解計(jì)算設(shè)備——也就是服務(wù)器——的計(jì)算效率，就要了解它的性能以及能耗，這需要相應(yīng)的測(cè)試方法和工具，SPEC很早以前就開始關(guān)注能耗方面的測(cè)試，并在2006年的早期成立了SPECpower工作組，目標(biāo)就是在于研究和開發(fā)可用的能源效率基準(zhǔn)測(cè)試工具。在2006年，正是Intel的Pentium 4火爐CPU大行其時(shí)的時(shí)候，也是Ecos Consulting（現(xiàn)在的Ecova）推出80Plus電源效率認(rèn)證的第二年。在2005年業(yè)內(nèi)就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了能源效率的重要性，并開始反思單純追求性能是否正確，最開始的就是2005年Google首席工程師Luiz André Barroso在美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)刊上發(fā)表的《The Price of Performance: An Economic Case for Chip Multiprocessing》（性能的代價(jià)：一個(gè)芯片多處理的經(jīng)濟(jì)性案例），隨后Sun Microsystem推出了業(yè)內(nèi)的第一與能源效率有關(guān)的指標(biāo)體系：SWaP (space, wattage and performance) 。簡(jiǎn)單地說，就是同時(shí)考慮空間、功率與性能，計(jì)算公式也很簡(jiǎn)單：SWaP = Performance/ (Space x Power)。
但更多的廠商缺乏建立這樣的指標(biāo)體系的能力，并且，就算是直接使用SWaP指標(biāo)體系，也仍然需要工具去進(jìn)行測(cè)試以獲得實(shí)際的參數(shù)，大部分的廠商也沒有建立這樣的基準(zhǔn)測(cè)試的能力，這需要由一個(gè)強(qiáng)有力的組織來完成。
2007年12月，SPECpower委員會(huì)推出了業(yè)內(nèi)第一個(gè)能源效率方面的基準(zhǔn)測(cè)試套件：SPECpower_ssj2008，這是一個(gè)里程碑式的產(chǎn)品，參與的業(yè)界廠商有AMD, Dell, Fujitsu-Simens, HP, Intel, IBM和Sun Microsystems，另外還有加州伯克利分校、美國(guó)勞倫斯－伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和弗吉尼亞工學(xué)院等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的參與以及美國(guó)環(huán)?？偸鸷湍茉词褂眯蕝f(xié)會(huì)的贊助。
SPECpower大概是當(dāng)時(shí)SPEC最復(fù)雜的測(cè)試項(xiàng)目，首先，它是一個(gè)與工作負(fù)載無關(guān)的能源效率測(cè)試框架，作為SPECpower當(dāng)中的第一個(gè)產(chǎn)品，SPECpower_ssj2008是以JAVA應(yīng)用為工作負(fù)載的，實(shí)際上，SPECpower_ssj2008運(yùn)行的是一個(gè)修改版的SPECjbb2005工作負(fù)載（SPECjbb2005是一個(gè)SPEC推出的JAVA性能基準(zhǔn)測(cè)試套件）。不管怎么樣，屬于SPECpower框架下的套件——現(xiàn)有的SPECpower_ssj2008或者將來其他的套件，都需要同時(shí)測(cè)試兩個(gè)指標(biāo)：功耗以及性能。
不過，SPECpower_ssj2008的測(cè)試結(jié)果并不是簡(jiǎn)單的性能除以功耗。SPECpower_ssj2008的測(cè)試方式是以測(cè)試服務(wù)器最大的workload為100%指標(biāo)，以10% workload劃分一個(gè)區(qū)域段——從100%到0%一共11個(gè)坐標(biāo)，然后分別對(duì)比在每個(gè)不同的workload區(qū)域段之內(nèi)的能耗。總的來說，在測(cè)試過程中既與性能有關(guān)，又與功耗有關(guān)，但最終的結(jié)果展示的是測(cè)試服務(wù)器的計(jì)算效率。
SPECpower_ssj2008展示了一個(gè)SPECpower框架的成功，但測(cè)試本身目前被限制為JAVA應(yīng)用負(fù)載，盡管JAVA應(yīng)用在服務(wù)器領(lǐng)域很流行，但桌面以及工作站領(lǐng)域缺乏相關(guān)的應(yīng)用。SPECpower委員會(huì)后來又開發(fā)了SERT（Server Efficiency Rating Tool，服務(wù)器效率評(píng)級(jí)工具）。
SERT其實(shí)是應(yīng)US EPA（Environmental Protection Agency，環(huán)境保護(hù)署）的請(qǐng)求而開發(fā)，US EPA最為有名的一個(gè)認(rèn)證就是ENERGY STAR能源之星。在第一代能源之星的成功之后，EPA計(jì)劃開發(fā)第二代的能源之星，將效率評(píng)級(jí)擴(kuò)展到服務(wù)器領(lǐng)域。但EPA在此前更多的是于計(jì)算機(jī)電源以及顯示器方面的認(rèn)證，其缺乏評(píng)估計(jì)算機(jī)整體能源效率的方法，以及開發(fā)這樣的基準(zhǔn)測(cè)試的能力。
SERT（Server Efficiency Rating Tool，服務(wù)器效率評(píng)級(jí)工具）
SPEC開發(fā)的SERT在2013年正式發(fā)布，它由數(shù)十個(gè)被稱為worklet的負(fù)載組件組成，并在運(yùn)行時(shí)分別對(duì)服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)組件進(jìn)行測(cè)試?？梢钥吹降氖?，SERT中復(fù)用了在SPECpower_ssj2008當(dāng)中出現(xiàn)的SPEC PTDaemon，區(qū)別在于，SERT的負(fù)載為常規(guī)的服務(wù)器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。值得一提的是，基于EPA的要求，SERT的運(yùn)行比較方便，并具有一個(gè)簡(jiǎn)單的GUI圖形界面。
