一个高能效和抗错的服务器生态系统，超过了保守的扩展限制

摘要

互联网连接设备的爆炸性增长将很快导致产生大量的数据，这将增加对网络带宽以及处理所产生数据的计算能力的需求。因此，需要更多的节能服务器来支持传统的集中式云计算数据中心以及云计算边缘的新兴分散式数据中心。在本文中，我们提出了我们的方法，旨在开发一类新的微型服务器--UniServer--通过在设计堆栈的各个层面引入新的机制，超越保守的能源和性能扩展界限。其主要思想在于实现内在的硬件异质性，并开发能自动暴露每个硬件的独特能力的机制。采用低开销方案来监测和预测硬件行为，并将其报告给系统软件。系统软件包括一个虚拟化和资源管理层，负责在能源或性能方面优化系统运行，同时保证在扩展的操作点下不中断运行。我们在28纳米工艺的64位ARMv8微型服务器上的表征结果显示，在CPU芯片的8个内核之间、三个不同的sigma芯片之间以及不同的基准之间的Vmin变化方面有很大的电压余量，有可能获得高达38.8%的能源节省。同样，DRAM的特性显示，刷新率和电压可以分别放宽35倍和5%，平均可节省23.2%的能源。