网络服务器环境标志技术要求的检测及分析

周会芬 国家电子计算机质量监督检验中心

1 环境标志

目前，世界各国政府都在采取积极的环境保护措施，欧美等发达国家制定了详实的环境标志计划。我国从1993年也开始实施环境标志计划，并于2008年实施了“环境标志产品政府采购”机制，在很大程度上反映了国家对环境保护的政策倾斜，以及环境标志作为一种经济手段，其对国民经济建设和环境保护事业发展的重大意义。中国环境标志图形由清山、绿水、太阳及10个环组成。加贴该标志的产品不仅质量合格，而且在生产、使用和处理处置过程中符合特定的环境保护要求，与同类产品相比，具有低毒少害、节约资源等环境优势。通过该标志的发放，即可引导消费者购买环保的产品，也可以刺激企业生产对环境有益的产品，最终实现环保。

目前颁布实施的用于环境标志认证的标准已经有80多个，其中在2011年3月颁布实施了《HJ 2507-2011 环境标志产品技术要求 网络服务器》的认证标准。该标准对网络服务器里面的有毒有害物质、对供电模块效率和产品功耗等进行了限值，并对可再生利用设计、生产过程、包装材料、回收处理和公开信息等方面都提出了要求。在标准中规定除了供电模块效率和产品功耗要按照标准附录B规定的方法进行实验外，其它要求应通过文件审查结合现场检查的方式来进行验证。

2 网络服务器环境标志技术要求标准解析

2.1 术语和定义

在《HJ 2507-2011 环境标志产品技术要求 网络服务器》标准中，对网络服务器、空闲状态、电源效率、基准配置、扩展配置等术语都进行了明确的定义和划分，在试验时可以参照标准中的要求。

2.2 技术要求

2.2.1 供电模块的效率

表1 供电模块效率限值要求

2.2.2 产品基准配置空闲状态功耗要求2.2.2.1 单插槽和双插槽计算服务器基准配置空闲状态功耗应符合表2要求

表2 单插槽和双插槽计算服务器基准配置空闲状态功耗限值要求

2.2.2.2 存储服务器基准配置空闲状态功耗应符合表3要求

表3 存储服务器基准配置空闲状态功耗限值要求

2.2.3 产品扩展配置空闲状态功耗要求

2.2.3.1 单插槽和双插槽计算服务器扩展配置空闲状态功耗应符合表4要求。

表4 单插槽和双插槽计算服务器扩展配置空闲状态功耗限值要求

表5 存储服务器扩展配置空闲状态功耗限值要求

2.3 对技术要求中的几点说明

2.3.1 服务器的分类

根据以上技术要求内容，该标准把网络服务器根据功能划分为计算服务器、存储服务器以及刀片服务器，同时又根据各种服务器的配置情况把计算服务器分为单插槽、双插槽和4插槽；存储服务器分为盘控一体型和盘控分离型。标准中对每种类型的服务器的划分标准和功耗限值都进行了明确的规定。在实验室进行检测时，一定要先明确待检的服务器是属于那一类的服务器，如果实验室对服务器的类型有疑问时，应找服务器的生产厂家进行确认。服务器的分类判定是否正确将影响到功耗限值的选取，最终影响产品的合格评定。

2.3.2 功耗限值

在技术要求中，把服务器的功耗限值分成了两个部分：基准配置的功耗限值和扩展配置的功耗限值，最终的限值是这两部分功耗限值相加的总和。其中扩展配置的功耗限值是需要根据产品的扩展配置情况查表计算出来的。

2.3.3 其它需要说明的

对于四插槽和四插槽以上计算服务器及刀片服务器在标准中没有给出具体的功耗限值，只要求服务器应具备处理器级别的能耗管理功能，包括在操作系统下处理器按负载动态调频调压、处理器自动休眠、以及内核休眠三项。

3 测试方法及测试中的注意事项

在标准中的附录B中对产品在空闲状态下的功耗的检测和电源模块效率的检测与计算进行了明确的规定，本文不再对标准中的测试方法进行描述。下面以一款某型号的服务器为样品，验证标准中的测试方法。

3.1 功耗限值的计算

实验室在接收到样品后，先根据生产厂家提供的样品描述单核对产品的配置情况，确定产品的分类，计算出服务器最终的功耗限值。表6为样品的配置情况。

表6 样品的实际配置

根据表6，查表2得到基准配置的功耗限值为小于等于65W；然后再查表4，根据产品的扩展配置情况，计算得出扩展配置的功耗，扩展内存增加的限值：8×2=16W；增加硬盘1块，增加的限值为8W；增加1个1Gbit的以太网口，增加的限值为2W；总的扩展配置功耗限值为16+8+2=26W。因此本次测试的服务器空闲状态下的功耗限值为：65+26=91W。

3.2 系统功耗的测试

在测试之前，先检查实验室的环境是否符合要求，然后按图1所示搭建实验环境，连接服务器的网络端口到活动的以太网络上。检查各测试仪器是否都工作正常。启动服务器，使操作系统正常引导进入操作系统，查看电源管理设置，确保服务器在测试过程中不能进入待机（休眠）状态，也不会关闭显示器和硬盘，保存电源管理设置。关闭服务器，并重新开启服务器，使操作系统正常引导进入操作系统，此时不要再开启其它任何应用程序。在此状态下，使服务器稳定20分钟，开始测试10分钟，记录测试时间和功耗。关闭服务器。重复测试3次，取3次测试的平均值，最终计算出系统功耗。

图1 网络服务器功耗测试连接图

本次测试样品的系统功耗测试情况见表7。

表7 样品的系统功耗

从表7中可以得出被测服务器的系统功耗为33.8W，小于限值91W，满足要求。

3.3 供电模块效率测试

3.3.1 实验环境的搭建

根据标准要求，需要对服务器内部的供电模块（电源）进行效率和功率因数的测试。标准中选取了有代表性的3种负载条件（20%、50%、100%）做为测试点，3种负载条件下的限值参见表1。根据标准附录B.3的要求，按图2搭建实验环境。

图2 供电模块功耗测试连接图

3.3.2 供电模块各路负载的确定

试验环境搭建完成后，要先根据电源的铭牌标识确定电源模块各路实际负载的加载情况。首先根据公式1计算出各路负载的降级因数D。

式中：D——降级因数，%；P——额定输出功率，W；Vi——各路额定输出电压，V；Ii——各路额定输出电流，A。

根据本次测试中用到的电源铭牌的标识可以看出，本电源的降级因数不只一个，针对不同的负载其降级因数是不同的。在该电源中，首先针对5V和3.3V的输出负载进行了限制（最大120W），然后又对12V和5V、3.3V的输出负载进行了限制（最大264W），最后又对所有的输出负载进行了限制（最大280W）。根据以上情况，利用公式1，最终计算出各路负载的降级因数：

计算出各路负载的实际降级因数后，根据公式2计算出在各测试点上的各路负载的实际电流。

式中：D——实际计算出的本路负载降级因数，%；Ii——本路负载额定输出电流，A；Ibus——测试时某一路输出的电流，A；X——对应选取的测试点，分别选取100、50、20。

根据公式2，计算出在各测试点下的各路负载的电流情况见表8。

表8 各路负载的电流 单位：A

3.3.3 供电模块效率测试

根据表8中计算出的各路负载的实际电流，设定各路电子负载的实际参数。给被测电源加电，使被测电源在100%负载的情况下稳定15分钟，然后开始计时，获取在此状态下30分钟内的交流输入端的输入功耗和各路直流输出端的输出功耗。按公式3计算电源的效率。

式中：i——供电模块的第i路直流输出，从1到n；ηx——工作效率，%；PIX——输入功耗，W；PiOX——各路直流输出功耗，W。

然后重复上述步骤，分别测试出输出功率为50%和20%时的电源效率。

电源的功率因数可以在功率计上直接读出，在测电源效率的同时记录电源的功率因数。

在本次测试中的电源的效率和功率因数见表9，由此可以得出电源的效率和功率因数满足标准要求。

表9 供电模块的测试效率和功率因数

综合以上的系统功耗测试和供电模块效率的测试结果，可以判定本次测试的服务器满足标准的相关要求。

4 测试中的注意事项

根据我们目前在测试中遇到的问题，归纳总结出以下几点测试中的注意事项：

（1）要正确确认服务器的划分类别及服务器的扩展配置情况，这个很重要，直接关系到服务器限值的选取。

（2）要确保服务器连接到活动的以太网络上，否则会影响测试数据。

（3）在测试系统功耗时，最好是取一段时间内的平均值（比如10分钟）。

（4）在测试供电模块的效率时一定要先观察电源的铭牌，仔细计算各路负载的降级因数，避免一上来就直接按电源标识的各路负载的电流值给电源加载，这样可能会损坏电源。

（5）目前服务器的电源有很大一部分都是插拔式的电源，电源模块本身的输出是金手指，不具备测试的条件。在测试时，需要客户提供转接板或直接在金手指上焊接电源线。在进行以上操作时，一定要确保焊接用导线尽量粗和短，同时焊接一定要牢靠，避免虚焊，降低外界实验条件对实验结果的影响，从而使测试数据更准确。

5 结束语

目前网络服务器的的环境标志技术要求的标准HJ2507-2011刚开始实施不久，按该标准进行测试的网络服务器还不是很多，根据目前测试情况来看，服务器的系统功耗和功率因数基本上能满足标准要求，供电模块的效率也基本上可以达到。但是现在也发现有个别电源在额定功率20%负载（轻载）情况下的效率测试值基本上在80%左右，不能满足标准要求。经过分析认为，这可能和目前市场上流行的80Plus电源有关系。现在一些转换效率比较高的电源经过测试后都加贴了80Plus的标志，普通的满足80Plus标准的电源在各负载状态下的效率都必须达到80%（或以上），这与标准HJ2507-2011中的要求是存在一定差距，因此目前市场上的一部分满足80Plus的电源不能满足本标准的要求。建议服务器生产厂家在选购电源时要慎重，不是所有满足80Plus的电源都可以用在服务器上并通过标准HJ2507-2011测试的，为了保险，建议采用铜奖以上的产品。