Wielkie serwerowe oszczędności

WOJCIECH CHMIELARZ, MK
opublikowano: 17-10-2011, 00:00

Moc obliczeniowa i energooszczędność to dwa priorytety przy projektowaniu serwerów. W tym przypadku można zjeść ciastko i mieć ciastko.

Jeśli w przyszłości ktoś będzie przygotowywał listę siedmiu cudów świata XXI wieku, to na pewno znajdzie się na niej Wielki Zderzacz Hadronów (LHC). To największa maszyna świata, której główne elementy są w długim na 27 kilometrów tunelu, który leży 50-175 metrów pod ziemią. Dane zebrane przez LHC analizuje bez przerwy ponad 7 tysięcy serwerów. W tym ponad 1000 maszyn polskiego producenta Action. Europejska Organizacja Badań Jądrowych (CERN), na której terenie znajduje się LHC, ma dostęp do ogromnych źródeł energii. Jest to jednak określona moc do wykorzystania. Przy szybkim rozwoju CERN musi sobie radzić z rosnącym zapotrzebowaniem na prąd, stosując coraz bardziej energooszczędne urządzenia — w tym serwery.

— Oszczędność energii uzyskano na przykład dzięki nowoczesnym rozwiązaniom serwerowym macierzy Actina Solar S436 dostarczonych w 2010 roku do CERN. To rozwiązania 4U wyposażone w dwa zasilacze i zawierające 36 zatok na dyski twarde. Wykorzystano w nich energooszczędne dyski Eco, dzięki którym w porównaniu do standardowych rozwiązań pobór energii w stanie spoczynku spadł o 40 proc., a przy pełnym obciążeniu o 25 proc. — opowiada Stanisław Rejowski, dyrektor działu produkcji serwerów Actina Solar w firmie Action.

Od laptopa do serwera

Przez długi czas w produkcji serwerów energooszczędność nie była priorytetem. Zmieniło się to mniej więcej siedem lat temu. Trend, który nazwano Green IT, zaczęli producenci laptopów, którzy chcieli, żeby ich urządzenia działały dłużej.

— Właśnie w notebookach zaczęto stosować pierwsze procesory o obniżonym poborze energii, szybkim skalowaniu częstotliwości, wprowadzono wiele rdzeni o niższej częstotliwości. Rozwiązania sprawdzone w laptopach zaczęto wprowadzać w desktopach i serwerach — wyjaśnia Stanisław Rejowski.

Im bardziej rosły ceny prądu, tym bardziej rosła popularność Green IT wśród producentów serwerów. Oczywiście, w firmie, która ma jedną taką maszynę, energooszczędność nie musi się liczyć. Ale w wielkich data center lub serwerowniach międzynarodowych korporacji, w których pracuje kilkaset lub więcej urządzeń, może zmniejszyć rachunki nawet o sześciocyfrowe kwoty.

— W epoce rozwiązań spod znaku Cloud Computing można się spodziewać coraz większej liczby serwerów skupionych w jednym centrum przetwarzania danych (Data Center). Oznacza to większą gęstość mocy na metr kwadratowy. Gdy można zachować wysoką wydajność i obniżyć zapotrzebowanie na energię elektryczną, uzyskuje się przewagę konkurencyjną w postaci niższych kosztów utrzymania takiego centrum. Co za tym idzie — koszt IT w cenie usługi spada i staje się ona bardziej konkurencyjna na rynku. Zyskują końcowi odbiorcy, ale również usługodawcy — stwierdza Piotr Pietrzak, główny technolog w IBM Polska.

Z myślą o oszczędzaniu

Wszystkie komponenty serwerowe, w tym procesory, pamięć, urządzenia wejścia/wyjścia, projektuje się dziś z myślą o oszczędzaniu energii. —

Uzyskuje się to najczęściej przez wyłączanie zasilania z obszarów układów elektronicznych (tranzystorów), które w danym momencie nie są wykorzystywane. Dodatkowo dobiera się częstotliwość pracy układu zależnie od obciążenia. Zmniejsza to zapotrzebowania na energię elektryczną i wydzielanie ciepła przez taki układ — opowiada Piotr Pietrzak.

Przez długi czas każdy serwer znajdował się w oddzielnej szafie. Potrzebował własnego systemu zasilania i chłodzenia, a serwerownia zajmowała dużą powierzchnię. Rewolucją było wprowadzenie procesorów kilkurdzeniowych.

— Wiązało się to z redukcją liczby urządzeń i z oszczędnością na zasilaniu i chłodzeniu. Eksperci szacują, że przy obecnej gęstości upakowania serwerów (np. Blade 7U) można uzyskać 40 procesorów i współczynnik zasilania około 5W na rdzeń. Kiedyś w podobnej obudowie mieściły się maksymalnie cztery procesory jednordzeniowe, które pobierały 90-150 W — mówi Stanisław Rejowski.

Wzrosła też sprawność np. zasilaczy. Jeszcze 7-10 lat temu sięgała zaledwie 50 proc. Teraz aż 94 proc.

Mieć i zjeść

Poza rozwiązaniami z zakresu elektroniki czy oprogramowania systemowo-narzędziowego efektywnym narzędziem służącym oszczędzaniu energii jest wirtualizacja. — Dzięki niej można uruchamiać wiele systemów operacyjnych i aplikacji na jednej maszynie.

Pozwala to nie tylko pełniej wykorzystać zasoby, ale też minimalizuje potrzebę ich zwielokrotniania — tłumaczy Piotr Pietrzak.

A co z mocą obliczeniową?

— Energooszczędność nie ma praktycznie wpływu na wydajność, a przynajmniej ten wpływ jest niezauważalny dla końcowego użytkownika. Wynika to ze stosowania coraz bardziej wyrafinowanych metod, by obniżyć zużycie energii w przeliczeniu na wydajność. Poza sprzętem jest to wspierane przez oprogramowanie i rozwiązania monitorujące, które mogą w razie nieużywania danej jednostki automatycznie ją wyłączyć — mówi Piotr Pietrzak.

W rezultacie w porównaniu z sytuacją sprzed siedmiu lat mamy serwery o większej mocy obliczeniowej, ale pobierające tyle samo lub mniej prądu. Okazuje się, że przynajmniej w przypadku serwerów można zjeść ciastko i mieć ciastko.

Okiem eksperta

Oszczędność energii

Jakub Łukasik

menedżer z działu systemów i technologii w IBM Polska

Klienci zawsze marzyli o większej mocy przetwarzania, a zarazem chcieli płacić niższe rachunki za prąd. W przeszłości trudno było te dwie rzeczy pogodzić. Taką możliwość dały dopiero serwery nowej generacji, które dysponują znacznie większą mocą obliczeniową przy mniejszym zużyciu energii elektrycznej. Co więcej, urządzenia te redukują pobór prądu, kiedy pracują mniej intensywnie. W przypadku większości firm okres wzmożonej wydajności komputerów przypada na dni robocze — od poniedziałku do piątku, w godz. 8-16. Wieczorami i w nocy, a także w weekendy i święta aż tyle energii nie potrzebują. Mniejszy pobór prądu przez serwery pociąga za sobą ograniczenie poboru energii przez urządzania klimatyzacyjne. Szacuje się, że komputer emituje tyle ciepła, ile pobrał energii. Tyle samo trzeba jej zużyć, by ochłodzić powietrze. W przypadku serwerów oferowanych przez IBM stosunek poboru energii do wydajności wyznacza nowe standardy na rynku serwerowym.

© ℗
Rozpowszechnianie niniejszego artykułu możliwe jest tylko i wyłącznie zgodnie z postanowieniami „Regulaminu korzystania z artykułów prasowych” i po wcześniejszym uiszczeniu należności, zgodnie z cennikiem.

Podpis: WOJCIECH CHMIELARZ, MK

Polecane

Inspiracje Pulsu Biznesu