Greek
Καθώς τα κέντρα δεδομένων στοχεύουν στην αύξηση της ενεργειακής απόδοσης —ειδικά εν μέσω των απαιτήσεων των φόρτων εργασίας AI— πολλοί υιοθετούν την υδρόψυξη για να βελτιώσουν την απόδοση και να ελέγξουν την κατανάλωση ενέργειας. Η υδρόψυξη διαχειρίζεται αποτελεσματικά τη θερμότητα που παράγεται από τους διακομιστές υψηλής απόδοσης, επιτρέποντάς τους να λειτουργούν στη μέγιστη χωρητικότητα χωρίς το υψηλό κόστος ενέργειας που συνδέεται με την παραδοσιακή αερόψυξη. Οι SSD υψηλής πυκνότητας της Solidigm είναι κατάλληλοι για αυτά τα περιβάλλοντα, προσφέροντας εξαιρετική απόδοση terabyte ανά watt.
Πρόγραμμα αναπαραγωγής βίντεο YouTube
Ενώ η AI ωθεί πολλούς χειριστές κέντρων δεδομένων να εξετάσουν την υδρόψυξη, τα οφέλη της εκτείνονται πολύ πέρα από αυτό. Σε μια προηγούμενη αναφορά, αναλύσαμε πώς η υδρόψυξη επηρεάζει έναν διακομιστή Dell PowerEdge R760 2U. Η άμεση υδρόψυξη (DLC) της CoolIT μείωσε την κατανάλωση ενέργειας του διακομιστή μειώνοντας τις ταχύτητες των ανεμιστήρων, με αποτέλεσμα εξοικονόμηση ενέργειας 200 watt. Αυτή η δοκιμή επικεντρώθηκε αποκλειστικά στην απόδοση της CPU. Αυτή τη φορά, υιοθετήσαμε μια προσέγγιση πιο εστιασμένη στην αποθήκευση για να κατανοήσουμε πώς οι SSD επηρεάζουν την κατανάλωση ενέργειας του διακομιστή.
Dell PowerEdge Solidigm και CDU
Τι είναι οι Καταστάσεις Ενεργού Ισχύος NVMe;
Οι καταστάσεις ισχύος NVMe είναι προκαθορισμένες λειτουργίες στις οποίες μια συσκευή NVMe μπορεί να μεταβεί για να ρυθμίσει την κατανάλωση ενέργειας και την απόδοση. Η προδιαγραφή NVMe επιτρέπει έως και 32 καταστάσεις ισχύος, καθεμία από τις οποίες ορίζεται από τη μέγιστη κατανάλωση ενέργειας, την καθυστέρηση εισόδου (ENLAT), την καθυστέρηση εξόδου (EXLAT) και τις σχετικές μετρήσεις απόδοσης. Αυτές οι καταστάσεις χωρίζονται σε λειτουργικές και μη λειτουργικές κατηγορίες. Οι λειτουργικές καταστάσεις ισχύος, ή P-States, επιτρέπουν στη συσκευή να χειρίζεται λειτουργίες I/O. Οι μη λειτουργικές καταστάσεις, ή F-States, χρησιμοποιούνται όταν η συσκευή είναι αδρανής και δεν επεξεργάζεται εργασίες I/O.
Η διαχείριση αυτών των καταστάσεων ισχύος είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτιστοποίηση της ενεργειακής απόδοσης των συσκευών NVMe, ιδιαίτερα σε περιβάλλοντα όπου η κατανάλωση ενέργειας αποτελεί βασική ανησυχία —όπως συσκευές άκρου και εξειδικευμένες εφαρμογές όπως οι SSD στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS). Για παράδειγμα, η προδιαγραφή NVMe περιλαμβάνει λειτουργίες όπως η Αυτόματη Μετάβαση Κατάστασης Ισχύος (APST), η οποία επιτρέπει στη συσκευή να μεταβαίνει αυτόματα μεταξύ των καταστάσεων ισχύος με βάση την τρέχουσα χρήση και τις θερμικές συνθήκες. Αυτό βοηθά στην εξισορρόπηση της απόδοσης και της κατανάλωσης ενέργειας, διασφαλίζοντας αξιόπιστη λειτουργία σε απομακρυσμένες ή περιορισμένες ρυθμίσεις. Η υποστήριξη Runtime D3 (RTD3) επιτρέπει στη συσκευή να εισέλθει σε κατάσταση αδράνειας μηδενικής ισχύος, εξοικονομώντας περαιτέρω ενέργεια όταν δεν χρησιμοποιείται.
Οι καταστάσεις ισχύος NVMe είναι ιδιαίτερα πολύτιμες όταν η ενεργειακή απόδοση και η θερμική διαχείριση είναι κορυφαίες προτεραιότητες. Στις συσκευές άκρου, για παράδειγμα, η δυνατότητα γρήγορης μετάβασης σε χαμηλότερες καταστάσεις ισχύος κατά τις περιόδους αδράνειας μπορεί να μειώσει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας — κρίσιμο για συσκευές που λειτουργούν σε απομακρυσμένα ή σκληρά περιβάλλοντα με περιορισμένη ισχύ. Αυτό καθίσταται δυνατό μέσω λειτουργιών όπως η Διαχείριση Ενεργού Κατάστασης PCIe (ASPM) και οι καταστάσεις χαμηλής ισχύος όπως οι L1.1 και L1.2, οι οποίες ελαχιστοποιούν την κατανάλωση ενέργειας. Η διαχείριση της ισχύος και της θερμικής εξόδου στον ISS είναι απαραίτητη λόγω του περιορισμένου, ελεγχόμενου περιβάλλοντός του. Οι καταστάσεις ισχύος NVMe μπορούν να βοηθήσουν στη ρύθμιση της κατανάλωσης ισχύος των SSD για τη διαχείριση της θερμικής σχεδιαστικής ισχύος (TDP) και τη βελτιστοποίηση του συνολικού προϋπολογισμού ενέργειας, διασφαλίζοντας ότι οι SSD λειτουργούν αποτελεσματικά χωρίς υπερθέρμανση.
Σε αυτά τα εξειδικευμένα περιβάλλοντα, οι καταστάσεις ισχύος NVMe προσφέρουν έναν ευέλικτο, αποτελεσματικό τρόπο διαχείρισης της κατανάλωσης ισχύος των συσκευών NVMe. Χρησιμοποιώντας αυτές τις καταστάσεις, οι συσκευές μπορούν να εξισορροπήσουν την απόδοση και την ενεργειακή απόδοση, καθιστώντας τις κατάλληλες για μια σειρά εφαρμογών — από το edge computing έως τις διαστημικές αποστολές. Η δυνατότητα δυναμικής προσαρμογής των καταστάσεων ισχύος με βάση τις συνθήκες σε πραγματικό χρόνο διασφαλίζει ότι οι συσκευές NVMe μπορούν να ανταποκριθούν στις μεταβαλλόμενες απαιτήσεις διαφορετικών περιβαλλόντων, ενώ βελτιστοποιούνται για την ενεργειακή απόδοση και τη θερμική διαχείριση.
Εκτός από τις καταστάσεις ισχύος NVMe, η Σύνθετη Θερμοκρασία και η Θερμοκρασία Αφής είναι κλειδιά για τη διαχείριση της θερμικής απόδοσης των SSD NVMe στα σύγχρονα μοντέλα επιχειρηματικών λύσεων. Η Θερμοκρασία Αφής αναφέρεται στη θερμοκρασία του εξωτερικού περιβλήματος του SSD. Η Solidigm πρωτοπορεί στην υιοθέτηση νέων, υψηλότερων προτύπων Θερμοκρασίας Αφής. Για παράδειγμα, το εργοστασιακά ρυθμισμένο όριο Θερμοκρασίας Αφής για τον Solidigm D5-P5336 είναι 80°C. Αυτό το υψηλότερο όριο επιτρέπει στους SSD να ψύχονται με λιγότερη ροή αέρα ή να λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες περιβάλλοντος. Αυτή η ευελιξία επιτρέπει στα κέντρα δεδομένων να βελτιώσουν τις στρατηγικές ψύξης, να βελτιώσουν τη συνολική θερμική διαχείριση, να μειώσουν δυνητικά το κόστος ψύξης και να επεκτείνουν την αξιοπιστία και τη διάρκεια ζωής των SSD.
Διαχείριση Καταστάσεων Ενεργού Ισχύος NVMe
Σε ένα περιβάλλον δοκιμών Linux που εκτελεί Ubuntu 22.04, χρησιμοποιήσαμε το εργαλειοστάσιο NVMe για να ελέγξουμε τη μονάδα και να δούμε ή να τροποποιήσουμε τις καταστάσεις ισχύος του D5-P5336. Όπως φαίνεται παρακάτω, η μονάδα υποστηρίζει τις καταστάσεις 0, 1 και 2 — με την κατάσταση 0 να είναι η λιγότερο περιοριστική και την κατάσταση 2 την πιο περιοριστική.
Για τον Solidigm 61.44 TB D5-P5336, το PS0 είναι 25W, το PS1 είναι 15W και το PS2 είναι 10W. Η μονάδα βρίσκεται σε αδράνεια περίπου στα 5.5W, οπότε καθώς οι λειτουργίες ισχύος γίνονται πιο περιοριστικές, ο SSD έχει λιγότερη ισχύ διαθέσιμη για λειτουργίες ανάγνωσης και εγγραφής NAND. Οι λειτουργίες εγγραφής επηρεάζονται περισσότερο, καθώς η εγγραφή σε NAND καταναλώνει περισσότερη ισχύ από την ανάγνωση από αυτήν.
Η εντολή για τον έλεγχο της τρέχουσας κατάστασης ισχύος του SSD Solidigm D5-P5336 εμφανίζεται παρακάτω. Μια τρέχουσα τιμή 00000000 υποδεικνύει ότι η μονάδα βρίσκεται στην PS0, τη λειτουργία των 25W.
Μια παρόμοια εντολή χρησιμοποιείται για την αλλαγή της κατάστασης ισχύος, με τον τελευταίο αριθμό να αντιπροσωπεύει την επιθυμητή λειτουργία ισχύος. Για παράδειγμα, η παρακάτω εντολή ορίζει τον SSD Solidigm D5-P5336 σε PS0. Για να χρησιμοποιήσετε τις λειτουργίες ισχύος 1 ή 2, προσαρμόστε την τιμή —value= για να αντιστοιχεί στη σωστή λειτουργία.
Επίδραση των Καταστάσεων Ισχύος στην Απόδοση
Για να μετρήσουμε πώς οι καταστάσεις ισχύος επηρεάζουν την κατανάλωση ενέργειας και την απόδοση του SSD Solidigm D5-P5336 61.44TB, εξοπλίσαμε έναν Dell PowerEdge R760 με 24 SSD. Εκτελώντας Ubuntu και τον γεννήτορα φόρτου εργασίας FIO, μπορούσαμε εύκολα να εκτελέσουμε έναν σταθερό φόρτο εργασίας σε όλους τους SSD και να προσαρμόσουμε τη λειτουργία ισχύος σε πραγματικό χρόνο.
Dell PowerEdge Solidigm P5336
Χρησιμοποιήσαμε την ενσωματωμένη παρακολούθηση ισχύος της Dell στο σύστημα διαχείρισης iDRAC9 του διακομιστή για την παρακολούθηση της ισχύος σε επίπεδο συστήματος.
Dell PowerEdge iDRAC Power
Επικεντρωθήκαμε σε φόρτους εργασίας διαδοχικής ανάγνωσης και εγγραφής, χρησιμοποιώντας μέγεθος μπλοκ 128K ανά μονάδα, και στη συνέχεια μετρήσαμε τη συνολική απόδοση σε όλους τους 24 SSD. Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτή η συγκεκριμένη διαμόρφωση Dell PowerEdge R760 —με 24 θύρες NVMe— χρησιμοποιεί έναν διακόπτη PCIe αντί για θύρες NVMe απευθείας συνδεδεμένες. Ως αποτέλεσμα, το συνολικό μετρούμενο εύρος ζώνης κορένυει τις διαθέσιμες γραμμές του διακόπτη PCIe πριν φτάσει στις μονάδες. Αυτό επηρεάζει τη συνολική απόδοση ανάγνωσης που καταγράψαμε σε σύγκριση με το φύλλο προδιαγραφών του Solidigm P5536, αλλά οι συνολικές ταχύτητες εγγραφής παρέμειναν κάτω από αυτό το όριο.
| Συνολικά Watt | Ταχύτητα Εγγραφής | GB/s Ανάγνωσης | Watt Πάνω από τη Βάση |
Watt/Μονάδα (με επιπλέον κόστος συστήματος) |
|
|---|---|---|---|---|---|
| Αδράνεια Χωρίς Μονάδες | 462 | – | – | – | – |
| Αδράνεια Με Εγκατεστημένες Μονάδες | 594 | – | – | 132 | 5.5 |
| 24x Διαδοχική Ανάγνωση PS0 | 858 | – | 109GB/s | 396 | 16.5 |
| 24x Διαδοχική Ανάγνωση PS1 | 858 | – | 105GB/s | 396 | 16.5 |
| 24x Διαδοχική Ανάγνωση PS2 | 759 | – | 79.8GB/s | 297 | 12.375 |
| 24x Διαδοχική Εγγραφή PS0 | 1089 | 82.5GB/s | – | 627 | 26.125 |
| 24x Διαδοχική Εγγραφή PS1 | 825 | 34.4GB/s | – | 363 | 15.125 |
| 24x Διαδοχική Εγγραφή PS2 | 726 | 17.3GB/s | – | 264 | 11 |
Κοιτάζοντας πίσω στο άρθρο μας σχετικά με τα πλεονεκτήματα της μετατροπής μιας πλατφόρμας αερόψυξης σε άμεση υδρόψυξη, παρατηρήσαμε μια μικρή βελτίωση στην απόδοση της CPU μαζί με εξοικονόμηση ενέργειας 200 watt. Η ισχύς είναι ένας πολύτιμος πόρος στη νέα γενιά διακομιστών με επίκεντρο την AI, οι οποίοι συχνά κατανέμουν όλους τους διαθέσιμους πόρους σε GPUs και CPUs υψηλής τεχνολογίας. Σε κέντρα δεδομένων που βρίσκονται στο ή κοντά στο όριο του προϋπολογισμού ισχύος τους για αερόψυξη, η μετάβαση σε DLC απελευθερώνει ισχύ που επιτρέπει στον διακομιστή να φιλοξενήσει περισσότερους SSD για το ίδιο αποτύπωμα ισχύος με έναν διακομιστή αερόψυξης.
solidigm υδρόψυξη coolit CDU
Μια εξοικονόμηση ενέργειας 200 watt μπορεί να αυξήσει σημαντικά την πυκνότητα αποθήκευσης: για φόρτους εργασίας με έντονη ανάγνωση, αυτή η εξοικονόμηση σας επιτρέπει να διπλασιάσετε τη χωρητικότητα αποθήκευσης από 12 σε 24 SSD σε έναν διακομιστή υδρόψυξης σε σύγκριση με έναν αερόψυκτο. Με τον Solidigm D5-P5336, αυτός ο διακομιστής 24 θυρών αυξάνει τη χωρητικότητα αποθήκευσης από 737TB σε 1.474TB χάρη στον υδραυλικό βρόχο. Για φόρτους εργασίας με έντονη εγγραφή, θα μπορούσατε να προσθέσετε περίπου οκτώ ακόμη SSD. Αυτά τα στοιχεία ισχύουν για τις βασικές λειτουργίες ισχύος, οπότε αν είστε διατεθειμένοι να μειώσετε την απόδοση εγγραφής στο μέγιστο, θα μπορούσατε εύκολα να εξοπλίσετε τον διακομιστή με 24 SSD ακόμη και για εργασίες με έντονη εγγραφή.
Συμπέρασμα
Η δοκιμή μας στους SSD Solidigm D5-P5336 δείχνει ότι η διαχείριση των καταστάσεων ισχύος NVMe μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ενεργειακή απόδοση χωρίς να επηρεάζει δραστικά την απόδοση. Οι χειριστές κέντρων δεδομένων που επιδιώκουν να μεγιστοποιήσουν την ενεργειακή απόδοση μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτές τις καταστάσεις ισχύος για να αυξήσουν την πυκνότητα αποθήκευσης ή να μειώσουν το λειτουργικό κόστος —ειδικά σε περιβάλλοντα με επίκεντρο την AI όπου η ισχύς είναι σπάνια. Οι SSD υψηλής πυκνότητας της Solidigm είναι κατάλληλοι για αυτό, προσφέροντας ισχυρή απόδοση terabyte ανά watt, ιδιαίτερα όταν συνδυάζονται με σύγχρονες τεχνολογίες υδρόψυξης.
Τα ευρήματά μας υποδεικνύουν ότι ακόμη και μικρές προσαρμογές στις καταστάσεις ισχύος μπορούν να αποφέρουν σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας, η οποία είναι κρίσιμη σε περιβάλλοντα με περιορισμένη διαθεσιμότητα ισχύος. Η βελτιστοποίηση της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας των διακομιστών όχι μόνο αυξάνει την πυκνότητα αποθήκευσης, αλλά υποστηρίζει και πιο βιώσιμες λειτουργίες κέντρων δεδομένων.
Dell PowerEdge Solidigm P5336 Μοναδικό
Η διαχείριση ισχύος γίνεται όλο και πιο σημαντική καθώς οι σύγχρονοι διακομιστές ωθούνται στα όριά τους —ειδικά σε φόρτους εργασίας που καθοδηγούνται από την AI. Ο συνδυασμός υδρόψυξης με αποτελεσματική διαχείριση SSD παρέχει έναν δρόμο για τα κέντρα δεδομένων να κλιμακώσουν την απόδοση και την πυκνότητα αποθήκευσης χωρίς να υπερβούν τους προϋπολογισμούς ισχύος.
Μπορείτε να δείτε μια πλήρη επίδειξη αυτών των τεχνολογιών ζωντανά στο OCP 2024, όπου θα παρουσιάσουμε πώς η υδρόψυξη και οι SSD της Solidigm μπορούν να χρησιμεύσουν ως θεμέλιο της ενεργειακής απόδοσης στο σύγχρονο κέντρο δεδομένων.
Beijing Qianxing Jietong Technology Co., Ltd.
Sandy Yang/Global Strategy Director
WhatsApp / WeChat: +86 13426366826
Email: yangyd@qianxingdata.com
Website: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com
Sandy Yang/Global Strategy Director
WhatsApp / WeChat: +86 13426366826
Email: yangyd@qianxingdata.com
Website: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com
Εστίαση Επιχειρηματικής Δραστηριότητας:
Διανομή Προϊόντων ICT/Ενοποίηση Συστημάτων & Υπηρεσίες/Λύσεις Υποδομών
Με 20+ χρόνια εμπειρίας στη διανομή IT, συνεργαζόμαστε με κορυφαίες παγκόσμιες μάρκες για να παρέχουμε αξιόπιστα προϊόντα και επαγγελματικές υπηρεσίες.
“Χρησιμοποιώντας την Τεχνολογία για την Οικοδόμηση ενός Έξυπνου Κόσμου” Ο Αξιόπιστος Πάροχος Υπηρεσιών Προϊόντων ICT!