Հասկանալով, թե ինչպես է աշխատում սերվերի էներգիայի կառավարումը

Տվյալների կենտրոնի էներգիայի սպառումն այսօր ավելի ու ավելի է դառնում գործադիր խորհուրդների մանրադիտակային ուշադրության կենտրոնում: Այս ինտենսիվ ստուգումը փոխվում է սերվերի հզորությունը զուտ գործառնական չափորոշիչից վերածվելով ռազմավարական, բարձր ցցերի մտահոգության: Օբյեկտներն այլևս չեն կարող պարզապես անսահմանափակ էլեկտրաէներգիա ստանալ։ Համաշխարհային կարգավորիչ ճնշումները պահանջում են ածխածնի հետքերի կտրուկ կրճատում: Մինչդեռ ՏՏ ղեկավարները բախվում են մշտական, դժվարին լարվածության։ Նրանք պետք է առավելագույնի հասցնեն աշխատանքային ծանրաբեռնվածության կատարումը՝ կանխելու ուշացումը: Միևնույն ժամանակ, նրանք պետք է նվազագույնի հասցնեն էներգիայի թափոնները՝ նվազեցնելու գործառնական ծախսերը և հասնելու պահանջկոտ ESG թիրախներին: Այս հակասական պահանջների հավասարակշռումը պահանջում է հսկայական ճշգրտություն և հստակ տեսանելիություն:

Այս համապարփակ ուղեցույցում մենք կսահմանենք սերվերի էներգիայի սպառումը կարգավորող ճշգրիտ մեխանիզմները: Մենք ուրվագծելու ենք հիմնական կազմաձևման մակարդակները ապարատային, օպերացիոն համակարգերի և ծրագրային հարթակների միջև: Դուք կսովորեք, թե ինչպես է յուրաքանչյուր շերտ ազդում ընդհանուր արդյունավետության վրա: Վերջապես, մենք կտրամադրենք հստակ, գործող շրջանակ կառավարման ռազմավարությունների գնահատման համար: Դուք կարող եք իրականացնել այս պրակտիկաները՝ առանց երբևէ խախտելու ձեր կարևոր կիրառական SLA-ները կամ խաթարելու ամենօրյա գործողությունները:

Հիմնական Takeaways

• Սերվերի էներգիայի արդյունավետ կառավարումը պահանջում է ապարատային վիճակների (C-states/P-states) համապատասխանեցում օպերացիոն համակարգի քաղաքականության և հիպերվիզորի մակարդակի կազմակերպման հետ:

• Հենվելը բացառապես լռելյայն «Հավասարակշռված» հոսանքի պրոֆիլների վրա, հաճախ արդյունավետության զգալի ձեռքբերումներ է թողնում սեղանի վրա կամ անզգուշորեն նվազեցնում է հետաձգման նկատմամբ զգայուն աշխատանքային բեռները:

• Էլեկտրաէներգիայի կառավարման ռազմավարության գնահատումը պահանջում է մեկ վտ-ի դիմաց կատարողականի չափում, վաճառողի փոխգործունակության ապահովում և կայուն բազային գիծ սահմանում նախքան տեղակայումը:

• Հաջողակ իրականացումները զարգանում են փուլերով՝ առաջնահերթություն տալով ոչ կրիտիկական ծանրաբեռնվածությանը, որպեսզի ճշգրիտ գնահատեն ազդեցությունը համակարգի արձագանքման վրա:

Սերվերի էներգիայի ակտիվ կառավարման բիզնես գործը

ՏՏ թիմերից շատերը սխալ են ենթադրում, որ անգործուն ապարատը շատ քիչ էլեկտրաէներգիա է օգտագործում: Սա շարունակում է մնալ թանկարժեք սխալ պատկերացում արդյունաբերության մեջ: Ստանդարտ սերվերները հաճախ սպառում են իրենց առավելագույն առավելագույն քանակի 40-60 տոկոսը, նույնիսկ երբ ամբողջովին պարապ են նստում: Այս 'zombie' սերվերները ներկայացնում են կորպորատիվ բյուջեների հսկայական ֆինանսական արտահոսք: Ադմինիստրատորները հաճախ չափից ավելի են տրամադրում ռեսուրսները՝ հազվագյուտ գագաթնակետային երթևեկության աճերը կարգավորելու համար: Երբ այդ երթևեկության աճերը նվազեն, սարքավորումը մնում է ամբողջությամբ սնուցված: Չօգտագործված դարակները տվյալների կենտրոնում առաջացնում են շրջակա միջավայրի անհարկի ջերմություն: Նրանք ստիպում են հովացման բարդ ենթակառուցվածքին աշխատել անհրաժեշտից զգալիորեն ավելի ուժեղ: Ակտիվորեն կարգավորող սերվերի հզորությունը ակտիվորեն վերացնում է այս համատարած ֆինանսական արտահոսքը:

Ժամանակակից տվյալների կենտրոնների օպերատորները պետք է իրենց ուշադրությունը տեղափոխեն էլեկտրաէներգիայի բացարձակ օգտագործումից դեպի իրական հաշվողական արդյունավետություն: Կատարողականությունը մեկ վտ-ի համար ծառայում է որպես այս գնահատման հիմնական չափանիշ: Ժամանակակից պրոցեսորները պահանջում են բարձր դինամիկ թյունինգ՝ մեկ կիլովատ/ժում օպտիմալ թողունակության հասնելու համար: Դուք այլևս չեք կարող պարզապես նայել ընդհանուր ամսական սպառմանը: 10,000 գործարքներ մշակելու համար 300 Վտ հզորությամբ համակարգը շատ ավելի արդյունավետ է, քան 200 Վտ հզորությունը 2000 գործարքի դեպքում: Ձեզ անհրաժեշտ է խելացի դինամիկ սանդղակ՝ այս արդյունավետության քաղցր կետերին հետևողականորեն հարվածելու համար:

Ավելին, օբյեկտները բախվում են ելակետային էներգիայի օգտագործման հետ կապված համապատասխանության արագ աճող մանդատների: Դուք պետք է հետևեք խիստ ENERGY STAR վարկանիշներին և զարգացող տեղական ցանցի կանոնակարգերին: Կորպորատիվ կայունության նպատակները նաև պահանջում են ստուգելի, բարձր ճշգրիտ հաշվետվություններ: Ակտիվ կառավարման ծրագրակազմը ձեզ տալիս է հեռաչափության ճշգրիտ տվյալներ, որոնք անհրաժեշտ են ԷՍԳ-ի համապատասխանության համար: Դուք կարող եք ապացուցել ձեր արդյունավետության ձեռքբերումները արտաքին շահագրգիռ կողմերին հստակ, օրինական և ճշգրիտ:

Հիմնական մեխանիզմներ. Ինչպես է իրականում աշխատում սերվերի էներգիայի կառավարումը

Իրական էներգիայի օպտիմիզացումը պահանջում է ճշգրիտ համակարգում բազմաթիվ տեխնոլոգիական շերտերում: Ձեզ անհրաժեշտ է, որ ձեր հում սարքավորումը, օպերացիոն համակարգերը և վիրտուալ հիպերվիզորները միասին աշխատեն անխափան: Ցանկացած շերտի սխալ դասավորությունը խաթարում է ընդհանուր արդյունավետությունը:

Ամենացածր ֆիզիկական մակարդակում սարքաշարը և որոնվածը թելադրում են հիմնական ելակետային վարքագիծը: Պրոցեսորներն օգտագործում են որոշակի ճարտարապետական ​​վիճակներ՝ սպառումը մեծացնելու կամ իջեցնելու համար:

1. C-States (Idle States). Սրանք ճշգրտորեն կարգավորում են, թե ինչպես են պրոցեսորները անջատում ամբողջովին ոչ ակտիվ միջուկները: Ավելի խորը C- վիճակները ֆիզիկապես անջատում են CPU-ի ավելի շատ ներքին բաղադրիչներ, մաքրում են քեշերը և դադարեցնում ժամացույցները՝ հսկայական էներգիա խնայելու համար: Այնուամենայնիվ, ավելի խորը քնի վիճակները զգալիորեն ավելի շատ ժամանակ են պահանջում արթնանալու և վերամշակումը վերսկսելու համար:

2. P-States (Performance States). Դրանք խստորեն վերահսկում են հրահանգները կատարող ակտիվ միջուկները: Նրանք դինամիկ չափում են լարումը և գործառնական հաճախականությունը՝ հիմնվելով կիրառման անմիջական պահանջարկի վրա: Ցածր P- վիճակներն ավելի դանդաղ են աշխատում, բայց թեթև առաջադրանքների ժամանակ շատ ավելի քիչ էներգիա են սպառում:

Բեյս տախտակի կառավարման վերահսկիչները (BMCs) նույնպես կարևոր դեր են խաղում այստեղ: Նրանք ապահովում են անվտանգ, տիրույթից դուրս կառավարման միջերեսներ ֆիզիկական էներգիայի օգտագործումը սահմանափակելու համար: Նրանք մշտապես վերահսկում են ներքին ջերմային տվյալները՝ հովացման խափանումների ժամանակ սարքավորման աղետալի վնասը կանխելու համար:

Հում սարքաշարից վեր՝ ձեր Օպերացիոն համակարգը (ՕՀ) կիրառում է իր հատուկ թյունինգի տրամաբանությունը: Օպերացիոն համակարգերը, ինչպիսիք են Windows Server-ը կամ ձեռնարկատիրական Linux բաշխումները, ուղղակիորեն փոխազդում են Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) միջոցով: ACPI-ն թելադրում է, թե արդյոք հիմքում ընկած սարքաշարը թեքվում է դեպի առավելագույն հաշվողական կատարողականություն կամ առավելագույն էներգիայի խնայողություն: ՕՀ-ն հանդես է գալիս որպես կարևոր միջնորդ՝ ապարատային հնարավորությունների և ծրագրային ապահովման պահանջների միջև:

Վերջապես, վիրտուալացումը և ծրագրային ապահովման կազմակերպումը ավելացնում են խելացի կառավարման ամենաբարձր շերտը: Ընդլայնված հիպերվիզորները, ինչպիսիք են VMware vSphere-ը կամ Microsoft Hyper-V-ը, կարող են ակտիվորեն համախմբել աշխատանքային բեռները իրական ժամանակում: Նրանք ակտիվ վիրտուալ մեքենաները տեղափոխում են ավելի քիչ ֆիզիկական հանգույցներ հանգիստ ոչ պիկ ժամերին: Այս ավտոմատացված միգրացիան ամբողջությամբ մաքրում է դատարկ հանգույցները: Այս նոր անգործուն սերվերներն այնուհետև կարող են մտնել խորը քնի կամ սպասման ռեժիմներ, մինչև երթևեկությունը նորից ավելանա:

Ներկառուցված ընդդեմ երրորդ կողմի լուծումների. գնահատելով ձեր տարբերակները

Դուք ունեք մի քանի հստակ ուղիներ՝ այս օպտիմալացման քաղաքականությունը կիրառելու համար: Ճիշտ գործիքների հավաքածու ընտրելը մեծապես կախված է ձեր միջավայրի մասշտաբից, բյուջեից և ներքին ինժեներական հնարավորություններից:

Original Equipment Manufacturer (OEM) գործիքները, ինչպիսիք են HP iLO-ն կամ Dell iDRAC-ը, առաջարկում են չափազանց խորը ապարատային ինտեգրում: Դրանք ապահով և ուղղակիորեն ներառված են ֆիզիկական շասսիի վրա: Ադմինիստրատորները կարող են կարգավորել որոնվածի կարգավորումները՝ առանց երբևէ դիպչելու օպերացիոն համակարգին: Այնուամենայնիվ, նրանք հետևողականորեն ստեղծում են վաճառողի խիստ արգելափակում: Դրանք չափազանց դժվար է դառնում կառավարել տարասեռ, բազմավաճառ տվյալների կենտրոններում: ՏՏ թիմերը զզվում են մուտք գործել չորս տարբեր սեփականության վահանակներ՝ պարզապես ելակետային կոնֆիգուրացիաները հարմարեցնելու համար:

OS-ի մայրենի պլանները տրամադրում են ևս մեկ շատ մատչելի տարբերակ: Դրանք բոլորովին անվճար են, համընդհանուր ստանդարտացված են և շատ հեշտ է կարգավորել ամբողջ աշխարհում կենտրոնացված խմբային քաղաքականության միջոցով: Ցավոք սրտի, նրանց բացակայում է ֆիզիկական ապարատային չափումների խորը հատիկավոր տեսանելիությունը: Նրանք պասիվ են արձագանքում մուտքային ծանրաբեռնվածությանը, այլ ոչ թե դրանք խելամտորեն կանխատեսում են՝ հիմնվելով պատմական միտումների վրա:

Կենտրոնացված տվյալների կենտրոնի ենթակառուցվածքների կառավարում (DCIM) և ակտիվ ծրագրային հարթակներն առաջարկում են ամենաառաջադեմ, համապարփակ հնարավորությունները: Նրանք մնում են խիստ վաճառող-ագնոստիկ և օգտագործում են առաջադեմ կանխատեսող ավտոմատացում: Նրանք նաև ինտեգրում են սենյակի հովացման չափումները անմիջապես ներքին ՏՏ բեռների հետ: Առաջնային թերությունը տեղակայման ընդհանուր բարդությունն է: Նրանք պահանջում են զգալի նախնական ֆինանսական ներդրումներ: Ավելին, նրանք պահանջում են սերտ միջգերատեսչական հավասարեցում օբյեկտների ինժեներների և ՏՏ համակարգերի ադմինիստրատորների միջև:

Համեմատության աղյուսակ. Սերվերի էներգիայի կառավարման լուծումներ

Ռազմավարության ընտրության հիմնական գնահատման չափանիշները

Արդյունավետ ռազմավարություն ընտրելը պահանջում է ձեր կոնկրետ գործառնական կարիքների զգույշ, մեթոդական գնահատում: Դուք միշտ պետք է կշռադատեք հնարավոր ֆինանսական խնայողությունները կատարողականի կարևոր ռիսկերի հետ:

• Վերահսկողության հստակություն. ճշգրիտ որոշեք, թե որքանով կարող եք կարգավորել կարգավորումները: Արդյո՞ք առաջարկվող լուծումը թույլ է տալիս կարգավորել անհատական ​​հավելվածի կամ վիրտուալ մեքենայի մակարդակով: Որոշ հիմնական ժառանգական գործիքներ կիրառվում են միայն լայն, վերմակ քաղաքականություն ամբողջ դարակում: Վերմակ քաղաքականությունը հաճախ առաջացնում է կատարողականի լուրջ խոչընդոտներ այդ դարակում տեղակայված հատուկ ծրագրերի համար:

• Հապաղումն ընդդեմ խնայողությունների փոխանակման. մանրակրկիտ հասկացեք, թե ինչպես է համակարգը կարգավորում անցումային 'արթնացման' հետաձգումը: Այս նկատառումը բացարձակապես կարևոր է ֆինանսական հարթակների կամ իրական ժամանակի տվյալների բազայի կլաստերների համար: Խորը պրոցեսորի քնի վիճակները առաջացնում են աննշան միկրովայրկյանական ուշացումներ արթնացման հաջորդականությունների ընթացքում: Այս փոքրիկ ուշացումները լիովին անընդունելի են բարձր հաճախականությամբ առևտրային ցանցերի կամ կենդանի գործարքների համակարգերի համար:

• Հեռուստաչափություն և աուդիտ. Փնտրեք հարթակներ, որոնք կարող են ճշգրիտ, պատմական սպառման հաշվետվություններ ստեղծել: Ձեզ խիստ անհրաժեշտ են այս ստուգելի տվյալները՝ կորպորատիվ ESG-ի պահանջները օրինական կերպով հաստատելու համար: Ճշգրիտ հեռաչափությունը նաև հնարավորություն է տալիս բարձր ճշգրտությամբ լիցքավորման վճարման մոդելներ: Եթե ​​մարքեթինգի բաժինն իրականացնում է ծանր հաշվողական վերլուծություն, համակարգը դրանք համապատասխանաբար վճարում է՝ հիմնվելով փաստացի կիլովատների օգտագործման վրա:

• Ավտոմատացման հնարավորություններ. Գնահատեք, թե արդյոք համակարգը կարող է ինքնուրույն սահմանափակել ֆիզիկական սպառումը կրիտիկական ջերմային իրադարձությունների ժամանակ: Եթե ​​սենյակի հովացման առաջնային միավորը անսպասելիորեն ձախողվի, կառավարման ծրագրաշարը պետք է անմիջապես կարգավորի պրոցեսորի օգտագործումը: Այս արագ, ավտոմատացված արձագանքը կանխում է աղետալի ապարատային հալվելը, նախքան մարդկային ադմինիստրատորները նույնիսկ ահազանգ ստանալը:

Իրականացման իրողություններ. ռիսկեր, փոխզիջումներ և լավագույն փորձ

Էներգիայի օպտիմալացման համապարփակ քաղաքականության ներդրումը պահանջում է խիստ մեթոդական, համբերատար մոտեցում: Այս նուրբ գործընթացի շտապելը լուրջ գործառնական ռիսկեր է առաջացնում ձեր ենթակառուցվածքում:

Դուք պետք է ակտիվորեն խուսափեք ընդհանուր 'ագրեսիվ շնչափող' ծուղակից: ՏՏ թիմերը երբեմն կուրորեն օգտագործում են էներգախնայողության առավելագույն ռեժիմներ՝ կորպորատիվ էներգիայի ագրեսիվ թիրախներին հարվածելու համար: Այս անխոհեմ գործողությունը անմիջապես առաջացնում է CPU-ի լուրջ խցանումներ: Դա, ի վերջո, հանգեցնում է օգտատերերի սեսիաների և խախտված ծառայության մակարդակի համաձայնագրերի (SLA): Ձեր օպտիմալացման ջանքերը երբեք չպետք է տեսանելիորեն նսեմացնեն վերջնական օգտագործողի փորձը:

Նախքան որևէ ճշգրտում կատարելը, միշտ սահմանեք բարձր ճշգրիտ ելակետ: Դուք չեք կարող արդյունավետորեն օպտիմալացնել այն, ինչ ճշգրիտ չեք չափում: Դուք պետք է ուշադիր հետևեք ձեր էներգիայի օգտագործման արդյունավետությանը (PUE) և մանրամասն ելակետային գծագրերին: Փաստաթղթավորեք ձեր ընթացիկ անգործության սպառումը մի քանի շաբաթվա ընթացքում, որպեսզի տեսնեք հանգստյան օրերի և աշխատանքային օրերի տատանումները:

Մենք խստորեն խորհուրդ ենք տալիս կիրառել խիստ փուլային ներդրման տրամաբանություն: Սկսեք ձեր նախնական թեստավորումը ներքին զարգացման կամ օգտագործողի ընդունման թեստավորման (UAT) միջավայրերում: Դուք կարող եք նաև թիրախավորել խմբաքանակի մշակման ներքին սերվերները, որտեղ աննշան հետաձգումը շատ ավելի քիչ կարևոր է: Այստեղ ուշադիր հետևեք կատարողականի իրական ազդեցությանը: Ներքին վավերացումից հետո դուք կարող եք կամաց-կամաց կոնֆիգուրացիան տեղափոխել Tier-1 արտադրության աշխատանքային ծանրաբեռնվածություն:

Վերջապես, դուք պետք է ակտիվորեն համապատասխանեցնեք ձեր ՏՏ և հարմարությունների թիմերին: Համոզվեք, որ դուք հստակ և կանոնավոր կերպով հաղորդում եք սերվերի ծածկման բոլոր ռազմավարությունները օբյեկտների անձնակազմին: Նրանք պետք է դինամիկ կերպով կարգավորեն մեխանիկական հովացման համակարգերը՝ ձեր ծրագրային փոփոխությունների հիման վրա: Եթե ​​դուք նվազեցնում եք ՏՏ ջերմության թողարկումը, բայց Facilities-ը թողնում է հովացման բլոկների պայթեցման առավելագույն մակարդակը, դուք լիովին ժխտում եք օպտիմալացման ջանքերը: Դուք պարզապես կվնասեք թանկարժեք սառեցման հզորությունը արդեն թերզարգացած դարակաշարերի վրա:

Եզրակացություն

Սերվերի էներգիայի օպտիմալացումը պահանջում է մշտական ​​տեխնիկական ուշադրություն և ընթացիկ գործառնական ճշգրտում: Դա երբեք չի հանդիսանում տվյալների կենտրոնի ներսում «կարգավորել և մոռանալ» գործառույթը: Դուք պետք է ակտիվորեն համակարգեք ապարատային հիմնական հնարավորությունները, OS-ի ճշգրիտ թյունինգի պարամետրերը և բարդ կենտրոնացված կառավարման ծրագրակազմը: Ստանդարտ լռելյայն կարգավորումների վրա չափից ավելի հենվելն անխուսափելիորեն կվնասի հսկայական ֆինանսական ռեսուրսները կամ ակտիվորեն կվնասի հավելվածի աշխատանքին: Դուք պետք է այս կարգապահությանը վերաբերվեք որպես շարունակական կյանքի ցիկլի պրակտիկայի, այլ ոչ թե մեկանգամյա ծրագրի: Օպտիմիզացման ձեր ճանապարհորդությունն ապահով և անմիջապես սկսելու համար հետևեք այս հատուկ գործող հաջորդ քայլերին.

• Սկսեք ձեր ընթացիկ անգործուն սերվերի սպառման համապարփակ հեռաչափական աուդիտ բոլոր դարակաշարերում:

• Վերանայեք ձեր շրջակա միջավայրի բոլոր լռելյայն OS էներգիայի պլանները որպես ցածր ռիսկային, խիստ տեղեկատվական առաջին քայլ:

• Տեղադրեք ձեր առաջին թյունինգի կարգավորումները խստորեն ոչ արտադրական միջավայրերում՝ անվտանգ չափելու ազդեցությունը:

• Ստեղծեք պարբերական ամսական հանդիպում ՏՏ ճարտարագիտության և Սարքավորումների կառավարման միջև՝ չափումների համաժամացման համար:

ՀՏՀ

Q: Ո՞րն է տարբերությունը CPU-ի C- վիճակների և P- վիճակների միջև սերվերի հզորության մեջ:

A. C- վիճակները կարգավորում են անգործուն խնայողությունները՝ աստիճանաբար անջատելով պրոցեսորի ոչ ակտիվ բաղադրիչները և մաքրելով քեշերը: P- վիճակները կարգավորում են ակտիվ դինամիկ հաճախականության մասշտաբավորումը: Նրանք արագորեն կարգավորում են ակտիվ աշխատանքային ծանրաբեռնված միջուկների էլեկտրական լարումը և ժամացույցի արագությունը՝ արդյունավետորեն համապատասխանելու վերամշակման պահանջվող պահանջարկին:

Հարց. Հաճախակի հոսանքի ցիկլավորումը կամ դինամիկ հաճախականության մասշտաբը նվազեցնում է սերվերի ծառայության ժամկետը:

A: Ոչ, սա մնում է ընդհանուր առասպել արդյունաբերության մեջ: Ջերմային կայունությունը իրականում շատ ավելի կարևոր է ապարատային երկարաժամկետ ծառայության համար, քան մշտական ​​լարման պահպանումը: Ժամանակակից պրոցեսորները հատուկ նախագծված են օրական միլիոնավոր անգամ արագ, շարունակական վիճակի փոխարկումն առանց ֆիզիկական դեգրադացիայի պահպանելու համար:

Հարց. Որքա՞ն էներգիա կարող եմ ես իրատեսորեն խնայել՝ օպտիմիզացնելով սերվերի էներգիայի կառավարումը:

A. Կազմակերպությունները սովորաբար տեսնում են սերվերի էներգիայի օգտագործման ընդհանուր կրճատում 15-30 տոկոսով: Ճշգրիտ խնայողությունները մեծապես կախված են ձեր ելակետային գործառնական անարդյունավետությունից և որքան ագրեսիվ կերպով կարող եք համախմբել աշխատանքային բեռները հիպերվիզորների միջոցով: Պատշաճ թյունինգը հիմնականում վերացնում է վատնված պարապ խաղարկումը՝ առանց երաշխավորելու ֆիքսված բացարձակ դոլարի գումարներ: