尋求更綠色的替代產品的數據中心管理員和設備廠商今年將開始從一項旨在減少以太網設備耗電量的重要行動中受益。IEEE 802.3az(節能以太網)標準將給全部以太網BASE-T收發器(100Mb、1GbE和10GbE)和背板物理層標準(1Gb、4-lane 1GbE和10GbE)增加低耗電閑置(LPI)模式。

計算設備和網絡設備過去一直有性能方面的基準測試，而沒有明確的節能標準。由于開發的重點一直放在更高的性能方面，電力的消耗一直在迅速增長，特別是自從GHz級處理器出現以來更是如此。美國環保局報告稱，數據中心的能源消耗從2000年至2006年增長了一倍，預計到2011年再增長一倍，因此節能問題非常受關注。

數據中心是按最大負荷建設的，而不是高峰的時候經常有過剩的容量。當你需要的時候，有許多可用的服務器內核解決一個大問題是很好的。但是，保持這些服務器不間斷地運行需要耗費許多電力和冷卻的成本。

當工作量下降的時候就減少電源消耗。能夠以這樣的方式運行一個計算基礎設施顯然可以得到節能的好處。例如，建造一個數據中心用于提供幾秒鐘之內的股票報價。當股票市場關閉的時候，服務器的利用率將非常低。讓電源消耗根據工作量按比例增加或者減少能夠把耗電量減少10倍，因為服務器的平均利用率還不到高峰期工作容量的10%。

著手解決問題

雖然美國環保局最近確定了服務器節能標準，但是，一直沒有標準衡量網絡設備的節能情況。因此，美國環保局希望聽取得到美國能源部支持的勞倫斯伯克利國家實驗室環境能源技術部的意見。勞倫斯伯克利國家實驗室的Mike Bennett和Bruce Nordman選擇把這個任務交給IEEE LAN MAN網絡組。這個網絡組發起了一個標準化項目(Project 802.3az)。

當802.3工作組開始節能標準活動的時候，考慮的意見之一是當要求的數據速率低于高峰期的時候逐步減少以太網收發器的耗電量。經過多次爭論之后，這個想法被放棄了，改為支持定義LPI模式和機制，以便迅速在全速運行和低耗電閑置模式之間轉換。

采用這種方法，節能以太網標準不僅能夠改善數據中心網絡設備的效率，而且還能提供標準化的信令機制。這個信令機制能夠讓物理層鏈路的任何一端的系統迅速地在正常運行模式和LPI狀態之間轉換。

這個能力讓人們想起了局域網喚醒標準(這個標準定義了神奇的數據包，可以遠程發送這個數據包喚醒一臺處于休眠模式的電腦)。然而，節能以太網信令有更短的延遲，大約是10毫秒。

低耗電閑置模式

局域網鏈路一般利用率不到10%，甚至在高峰期利用率也不到100%。當沒有數據發送的時候，較低速物理層(每秒10MB和每秒100MB)會停止發送，并且自動消耗較少的電力。然而，更高速物理層(1000BASE-T和10GBASE-T)，也就是與數據中心相關的物理層，在沒有數據發送的時候也依然在主動發送，因此在閑置的時候也繼續耗電。

對于低速標準，新的以太網節能標準(IEEE 802.3az)規定從鏈路一端的系統向另一端發送LPI信號，使物理層本身僅增加少量電力節省。但是，它能夠快速調整連接的設備的電源模式。

對于1000BASE-T和10GBASE-T收發器，新的LPI模式已經確定了。關鍵的功能是：

1.當沒有數據發送的時候，允許鏈路上的發送器和四個接收器中的三個都斷電。

2.包括一個更新周期，要求以LPI模式傳送短訓練序列，這樣，物理層參數就能夠更新并且保持最新狀態。

3.包括一個報警信號定義，能夠用于以LPI模式快速從睡眠狀態喚醒一個物理層。

4.能夠從本地系統通過MAC或站管理發出的信令啟動，也能夠從物理鏈路上的遠程系統啟動。

由于這些功能，從LPI模式過渡到活躍狀態所用的時間還不足物理層初始連接所用時間的0.001%。在從睡眠到喚醒的轉換期間，節能以太網要求數據傳輸要等到物理層被喚醒的時候，這樣數據就不會丟失。

節能以太網標準還提供一個機制，能夠把發送時間推遲到比規定的最低時間還長，允許延長系統的喚醒時間，這樣就可以使采用IEEE 802.1AB協議的整個網絡得到協調。這允許在正常模式和LPI模式之間有更精細和更靈活的周期。這個能力是未來數據中心節能的一個強大的工具。

節能以太網標準已經經過了三次工作組投票循環并且保持了80%的支持率。這個標準已定在下個月進行發起人投票。預計這個標準將在今年年底之前得到批準。