Идея лежит на поверхности
Международный сертификационный институт Uptime Institute придумал простой и в то же время эффективный способ резкого снижения объемов потребления энергии дата-центрами – в некоторых случаях на 50%, пишет The Register. По мнению его экспертов, нужно лишь повсеместно активировать в ЦОДах профили управления электропитанием – программные, аппаратные или комбинированные. Такие профили, к примеру есть в ОС Windows – они позволяют в числе прочего снижать производительность процессора при работе от аккумулятора и тем самым продлевать время работы мобильного ПК без подключения к розетке.
Uptime Institute основан в 1993 г. и в настоящее время является одним из самых известных международных сертификационных институтов. Его мнение в вопросе энергопотребления ЦОДов авторитетное, поскольку ранее он разработал один из общепринятых стандартов надежности дата-центров.
Потенциально огромная экономия
The Register пишет, что идея Uptime Institute может обернуться экономией значительного количества электроэнергии и, следовательно, денег на оплату счетов за нее. Аналитик Uptime Дэниел Бизо (Daniel Bizo) написал в своем блоге, что простое использование встроенных в ОС сервера профилей питания уже может привести к снижению потребления энергии на 25–50%. В масштабах всего ЦОД экономия будет колоссальной.
Также можно добиться и почти 20-процентного снижения расхода энергии во время простоя серверов.
По словам Бизо, проблема в том, что на большинстве современных серверных платформ функции управления электропитанием по умолчанию отключены, а их включение часто приводит к нестабильной производительности, что в некоторых задачах может оказаться критичным. В некоторых, но далеко не во всех.
Бизо утверждает, что за исключением нескольких чувствительных к задержкам рабочих нагрузок, например, технических вычислений, финансовых транзакций, высокоскоростной аналитики и операционных систем реального времени, активация профилей питания повлечет за собой лишь очень незначительное влияние на производительность, если вообще повлечет. Но при этом существенная экономия электричества будет гарантирована.
Простое объяснение
Аргумент Бизо из Uptime Institute основан на расхожем убеждении, что современные процессоры обладают гораздо большей производительностью, чем того требуют повседневные задачи, выполняемые сервером.
«Если секунда для запроса к базе данных все еще находится в пределах допуска, то по определению существует ограниченная ценность ответа менее чем за одну десятую секунды только потому, что сервер может обрабатывать запрос так быстро при небольшой нагрузке. И, тем не менее, это происходит постоянно», – написал Бизо (If a second for a database query is still within tolerance, there is, by definition, limited value to having a response under one tenth of a second just because the server can process a query that fast when loads are light. And, yet, it happens all the time).
Не все так очевидно
Как пишет Бизо, можно утверждать, что чем быстрее завершаются вычисления, тем ниже будет потребление энергии. Это действительно звучит логично, но лишь при первом приближении – например, потребление 500 Вт энергии для выполнения задачи за минуту – это в целом меньше потребления 300 Вт в течение двух минут.
Однако, как отмечает Бизо, выгоды не всегда столь очевидны. «Кривая энергопотребления полупроводников становится тем круче, чем ближе чип приближается к вершине своего диапазона производительности», – добавил он (The energy consumption curve for semiconductors gets steeper the closer the chip pushes to the top of its performance envelope).
Другими словами, часто наступает так называемая «точка убывающей отдачи» (point of diminishing returns). Это фундаментальная концепция современной экономики, описывающая уменьшение предельной продукции процесса производства при постепенном увеличении количества одного из факторов производства, пока все остальные факторы производства остаются неизменными.
В случае с процессорами, пишет The Register, после наступления этой точки начинается перерасход энергии при минимальном выигрыше в производительности. В этом случае выполнение задачи на 500 Вт только для того, чтобы сэкономить дополнительные две-три секунды по сравнению с 450 Вт, вероятно, того не стоит.
Издание сравнивает это с вождением автомобиля. Можно ехать по скоростному шоссе исключительно на первой передаче, но на пятой или шестой будет быстрее, а расход топлива снизится.
Не без помощи производителей процессоров
Свою лепту в снижение потребления электричества ЦОДами заранее внесли производители процессоров. За десятилетия они разработали всевозможные методы управления питанием и производительностью, и многие из них очень активно используются мобильными ОС и приложениями – на смартфонах и прочей портативной техники крайне важно грамотно расходовать энергию, чтобы заряд аккумулятора не таял за считанные минуты.
По оценке Uptime Institute, наиболее энергоэффективными контроллерами энергии являются все же программные – они могут снизить потребление электричества на 25-50%. Но это может сильно ударить по производительности, поэтому Uptime Institute рекомендует использовать их одновременно с аппаратными решениями в процессорах, которые дают около 10% снижения расхода энергии. Бизо подсчитал, то грамотное сочетание программных и аппаратных контроллеров даст в итоге экономию энергии в пределах 15-20% и почти не ударит производительности серверов в частности и ЦОДов в целом.
Поделиться
