資料中心裡全速運轉的處理器正在浪費能源
資料中心是耗電大戶,營運商一直在努力解決的關鍵問題是如何減少能源和資源消耗。人們已經找到了一些巧妙的解決方案,例如使用非飲用水來冷卻設備,但一個顯而易見的解決方案似乎被忽略了:啟用處理器的各種省電功能。
隨著需求的成長和公用事業部門的努力跟進,資料中心的耗電量已成為一個主要問題。營運商正在尋找降低能耗和成本的方法,許多營運商正在開發冷卻設備和最大化資料中心設計的新方法。
美國正常運作時間研究所(Uptime Institute)的一篇新文章指出,在伺服器上啟用內建電源管理功能可以顯著降低能耗。文章稱,作業系統層級管理器和電源設定檔可將能耗降低25%-50%,而啟用處理器C 狀態可將空閒功耗降低近20%。
由於擔心性能不穩定和延遲,這些省電功能通常會被預設為停用。不過,Uptime 認為,除了高頻交易等對延遲非常敏感的工作負載外,對大多數工作負載來說,這樣做的效能影響可以忽略不計。
事實上,現代處理器提供的性能往往超過了可接受的服務品質所需的性能,全速運行可能會浪費能源。有一個收益遞減點,在這個點上,使用更多的電能所帶來的性能提升微乎其微。
為解決此問題,CPU 供應商開發了各種功耗/效能管理技術。基於軟體的控制可將功耗降低25% 至50%,但對延遲的影響可能更大。純硬體實作對延遲的影響較小,但只能節省10% 或更少的功耗。軟硬體結合的方法則處於中間位置,可節省15% 到20%。
儘管在效能上有所折衷,但Uptime 認為功耗應該是大多數用例的主要關注點,在整個資料中心最大限度地提高效能並啟用這些功能,可以節省大量能源和成本。
這種方法是有道理的,因為性能過載的情況很少被跟踪,而維持最低服務水平的工具卻很多。此外,處理器的能耗曲線在接近峰值效能時會變得更加陡峭,這也顯示了節能的潛力。
值得注意的是,電源管理技術起源於行動應用,在這些應用中,能源效率至關重要。這一背景表明,對於大多數工作負載來說,電源管理對延遲的影響可能比擔心的要小。
考慮到這些因素,資料中心在工作負載不需要的情況下全速運轉處理器,可能會造成能源浪費。為支援這一觀點,Uptime 引用的基準數據顯示,當伺服器被限制在較低的效能狀態時,往往是最節能的。