提高服務(wù)器效率的5種方法

　　適當(dāng)調(diào)整工作負(fù)載規(guī)模、升級(jí)到最新一代服務(wù)器以及管理功耗可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

　　服務(wù)器可以消耗現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心一半以上的能源，這使得服務(wù)器效率對尋求實(shí)現(xiàn)碳中和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的公司具有吸引力。另外，減少能源使用可以節(jié)省資金。

　　為了幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，根據(jù)Uptime Institute最近的研究，以下是提高服務(wù)器效率的5種方法，該研究所的重點(diǎn)是提高關(guān)鍵業(yè)務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施的性能、效率和可靠性。

　　升級(jí)到新一代服務(wù)器。幾十年來，服務(wù)器的能源效率一直在不斷提高，這要?dú)w功于為其提供動(dòng)力的處理器效率的提高。

　　選擇具有高計(jì)算能力(以每秒事務(wù)數(shù)衡量)的服務(wù)器。這些是最節(jié)能的。

　　選擇高核心數(shù)。一般來說，效率隨著核心數(shù)量的增加而提高，盡管在最高端會(huì)有一些逐漸減少。

　　需注意，雖然服務(wù)器可以更加節(jié)能，但其實(shí)際總功耗可能會(huì)隨著其效率的增加而增加。

　　通過兩種方式實(shí)現(xiàn)電源管理功能：隨著利用率的增加降低核心CPU電壓和頻率，以及將不需要的核心移至空閑狀態(tài)。

　　在其分析中，Uptime重點(diǎn)關(guān)注使用AMD EPYC或Intel Xeon處理器的服務(wù)器，并使用Green Grid的SERT數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)檢查了2017年、2019年和2021年的各代服務(wù)器。

　　擺脫傳統(tǒng)的、耗電的服務(wù)器

　　Uptime Institute可持續(xù)發(fā)展研究總監(jiān)Jay Dietrich表示，傳統(tǒng)服務(wù)器的能源效率低于新服務(wù)器。例如，根據(jù)其最近與人合著的一份報(bào)告，在2017年至2019年間，CPU利用率為50%時(shí)，英特爾服務(wù)器的效率提高了34%。其表示，基于AMD的服務(wù)器性能提升了140%。

　　從2019年升級(jí)到2021年，基于CPU的服務(wù)器將使英特爾服務(wù)器的效率提高32%，AMD服務(wù)器的效率提高47%。效率的提高涵蓋了各個(gè)利用率水平。

　　在比較AMD和英特爾服務(wù)器時(shí)，英特爾服務(wù)器在2017年的各個(gè)CPU利用率水平上都更加高效，但自2019年以來，AMD已經(jīng)領(lǐng)先。2021年服務(wù)器的利用率為50%，AMD服務(wù)器的平均效率比英特爾服務(wù)器高74%。

　　未充分利用服務(wù)器

　　就像汽車在交通中空轉(zhuǎn)一樣，未滿負(fù)荷運(yùn)行的服務(wù)器只是在浪費(fèi)能源。

　　根據(jù)2022年Uptime Institute數(shù)據(jù)中心調(diào)查，只有47%的企業(yè)的服務(wù)器利用率達(dá)到50%或更高，而2020年為36%。Dietrich指出，這些數(shù)字可能有些夸大，因?yàn)樽龀龌貞?yīng)的企業(yè)可能只報(bào)告了性能最佳的服務(wù)器，例如那些只運(yùn)行批處理作業(yè)的服務(wù)器，這可能會(huì)將利用率提高到80%。

　　不過，由于許多應(yīng)用的運(yùn)行不一致，總體上的利用率可能會(huì)更低。例如，商業(yè)和企業(yè)軟件在工作時(shí)間被大量使用，但下班后則少得多。通過讓托管業(yè)務(wù)應(yīng)用的服務(wù)器在非高峰時(shí)段運(yùn)行時(shí)間敏感度較低的工作負(fù)載，可以提高服務(wù)器的利用率。

　　這些努力是值得的。Uptime表示，將低CPU利用率(20%至30%)提高一倍至更高水平(40%至60%)，可以顯著提高平均效率。

　　為了獲得最大的影響，企業(yè)應(yīng)該考慮提高利用率，同時(shí)將服務(wù)器升級(jí)到最新型號(hào)。根據(jù)Uptime的說法，將利用率的提高與服務(wù)器更新相結(jié)合，效率可以提高一倍以上。這意味著在相同的能量下處理的工作量增加了100%或更多。如果大規(guī)模實(shí)施，這可以節(jié)省大量資本和運(yùn)營，降低能源需求，并提高可持續(xù)發(fā)展績效。

　　另一方面，Dietrich表示，在不增加原有工作負(fù)載的情況下，直接用更高容量的服務(wù)器替換傳統(tǒng)服務(wù)器，實(shí)際上會(huì)降低利用率，從而抵消了升級(jí)帶來的一些好處。

　　這需要額外的計(jì)劃來提高利用率，同時(shí)進(jìn)行硬件升級(jí)，但結(jié)果不僅是提高效率，而且可能會(huì)減少服務(wù)器數(shù)量，因?yàn)樗�需的新機(jī)器數(shù)量可能會(huì)減少。

　　選擇更強(qiáng)大的機(jī)器

　　購買更強(qiáng)大的硬件也可以提高能源效率。特別是AMD服務(wù)器，隨著服務(wù)器工作能力的增加，效率會(huì)大幅提高。從處理200萬個(gè)SSJ的低端服務(wù)器升級(jí)到可處理超過800萬個(gè)SSJ的高端服務(wù)器，可以使服務(wù)器效率翻倍。Uptime表示，對于英特爾服務(wù)器來說，仍然具有效率優(yōu)勢，盡管效果不那么顯著。

　　增加服務(wù)器核心數(shù)

　　另一種大幅提高效率的方法是增加處理器核心的數(shù)量。Uptime發(fā)現(xiàn)，在2021年的AMD服務(wù)器中，隨著服務(wù)器核心數(shù)量從8個(gè)增加到64個(gè)，效率增加了兩倍。對于英特爾來說，這一增幅較小，但對于2021年的機(jī)器來說仍然很顯著。

　　Dietrich表示，值得注意的是，并非所有工作負(fù)載都能夠使用所有可用內(nèi)核。某些工作負(fù)載在12核處理器等設(shè)備上運(yùn)行效率最高。因此，為了獲得最高的效率，將處理器的能力與服務(wù)器上運(yùn)行的應(yīng)用的需求相匹配是非常重要的。

　　在某些情況下，可以使用虛擬機(jī)管理程序和虛擬機(jī)來最大限度地提高利用率，但并非所有應(yīng)用都適合這些環(huán)境。

　　有效管理電源

　　根據(jù)Uptime的研究，服務(wù)器的電源管理功能可以改善能源效率等式，將服務(wù)器效率提高至少10%。

　　其工作原理是可以增加或減少CPU電壓和頻率，并且未使用的核心可以進(jìn)入低功耗空閑狀態(tài)。然而，由于擔(dān)憂性能或延遲問題，許多組織沒有使用這些功能。

　　根據(jù)Uptime Institute的報(bào)告，電源管理會(huì)使延遲增加20到80微秒，這對于某些類型的工作負(fù)載來說是不可接受的，比如金融交易。

　　Dietrich表示：“在某些應(yīng)用中，可以決定不使用，因?yàn)槠鋾?huì)導(dǎo)致性能或響應(yīng)時(shí)間問題。但還有其他應(yīng)用，延遲不會(huì)對業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響。“

　　“最大的錯(cuò)誤是，一些運(yùn)營商規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。他們認(rèn)為，如果想在一臺(tái)服務(wù)器節(jié)省幾百美元的能源費(fèi)用，但冒著違反SLA的風(fēng)險(xiǎn)，這將導(dǎo)致他們損失一百萬美元，如此便不會(huì)使用電源管理。”

　　Dietrich建議，當(dāng)企業(yè)購買新服務(wù)器并運(yùn)行性能測試時(shí)，確保測試電源管理是否會(huì)對應(yīng)用產(chǎn)生不利影響。如果沒有影響，那么可以使用電源管理。且還可以實(shí)施一組電源管理功能，既能節(jié)約能源，又能提供客戶想要的響應(yīng)時(shí)間和性能。

　　Uptime如何衡量效率

　　Uptime使用Green Grid的服務(wù)器效率評級(jí)工具(SERT)數(shù)據(jù)庫分析了429個(gè)服務(wù)器平臺(tái)的效率。Green Grid是一個(gè)聯(lián)盟，其目標(biāo)是創(chuàng)建工具、提供技術(shù)專業(yè)知識(shí)并倡導(dǎo)數(shù)據(jù)中心環(huán)境中的能源和資源效率。

　　SERT套件是衡量服務(wù)器效率的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);歐盟生態(tài)設(shè)計(jì)指令和美國能源之星計(jì)劃制定的強(qiáng)制性服務(wù)器效率要求指定服務(wù)器報(bào)告SERT整體效率指標(biāo)。

　　Uptime分析了SERT數(shù)據(jù)庫中的AMD和Intel服務(wù)器數(shù)據(jù)，指出不同的處理器類型根據(jù)工作負(fù)載各有優(yōu)缺點(diǎn)。Uptime重點(diǎn)關(guān)注使用AMD EPYC或Intel Xeon處理器的服務(wù)器，并分析了2017年、2019年和2021年的各代服務(wù)器。

　　該研究所通過模擬企業(yè)在線事務(wù)處理應(yīng)用對服務(wù)器進(jìn)行測試，該應(yīng)用強(qiáng)調(diào)處理器和內(nèi)存。該模擬是SERT工作集服務(wù)器端Java(SSJ)。Uptime表示，選擇其的部分原因是SSJ數(shù)據(jù)可用于8個(gè)級(jí)別的服務(wù)器利用率，即12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%、75%、87.5%和100%，這樣可以進(jìn)行更精細(xì)的分析。