Persian
با هدف افزایش بهرهوری انرژی در مراکز داده - به ویژه با توجه به تقاضای بارهای کاری هوش مصنوعی - بسیاری از آنها برای بهبود عملکرد و کنترل مصرف انرژی، از خنککننده مایع استفاده میکنند. خنککننده مایع به طور موثری گرمای تولید شده توسط سرورهای با کارایی بالا را مدیریت میکند و به آنها اجازه میدهد تا با حداکثر ظرفیت و بدون هزینههای بالای انرژی مرتبط با خنککننده هوای سنتی کار کنند. SSDهای با چگالی بالا Solidigm برای این محیطها بسیار مناسب هستند و بهرهوری عالی ترابایت به وات را ارائه میدهند.
پخش کننده ویدئوی یوتیوب
در حالی که هوش مصنوعی بسیاری از اپراتورهای مراکز داده را به سمت استفاده از خنککننده مایع سوق میدهد، مزایای آن بسیار فراتر از این است. در گزارشی قبلی، ما نحوه تأثیر خنککننده مایع بر سرور Dell PowerEdge R760 با فرم فاکتور 2U را تجزیه و تحلیل کردیم. خنککننده مایع مستقیم (DLC) CoolIT با کاهش سرعت فنها، مصرف انرژی سرور را کاهش داد و منجر به صرفهجویی 200 وات در مصرف برق شد. آن آزمایش صرفاً بر عملکرد CPU متمرکز بود؛ این بار، ما رویکردی متمرکزتر بر ذخیرهسازی را اتخاذ کردیم تا بفهمیم SSDها چگونه بر مصرف برق سرور تأثیر میگذارند.
Dell PowerEdge Solidigm و CDU
حالتهای توان فعال NVMe چیستند؟
حالتهای توان NVMe حالتهای از پیش پیکربندی شدهای هستند که یک دستگاه NVMe میتواند برای تنظیم مصرف برق و عملکرد به آنها سوئیچ کند. مشخصات NVMe اجازه میدهد تا 32 حالت توان وجود داشته باشد، که هر کدام با حداکثر مصرف برق، تأخیر ورود (ENLAT)، تأخیر خروج (EXLAT) و معیارهای عملکرد نسبی تعریف میشوند. این حالتها به دو دسته عملیاتی و غیرعملیاتی تقسیم میشوند. حالتهای توان عملیاتی، یا P-States، به دستگاه اجازه میدهند تا عملیات I/O را مدیریت کند. حالتهای غیرعملیاتی، یا F-States، زمانی استفاده میشوند که دستگاه بیکار است و وظایف I/O را پردازش نمیکند.
مدیریت این حالتهای توان برای بهینهسازی بهرهوری انرژی دستگاههای NVMe حیاتی است، به ویژه در محیطهایی که مصرف برق یک نگرانی کلیدی است - مانند دستگاههای لبه و برنامههای تخصصی مانند SSDهای موجود در ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS). به عنوان مثال، مشخصات NVMe شامل ویژگیهایی مانند انتقال خودکار حالت توان (APST) است که به دستگاه اجازه میدهد بر اساس استفاده فعلی و شرایط حرارتی بین حالتهای توان جابجا شود. این به تعادل بین عملکرد و مصرف برق کمک میکند و عملکرد قابل اعتماد را در تنظیمات از راه دور یا محدود تضمین میکند. پشتیبانی Runtime D3 (RTD3) به دستگاه اجازه میدهد تا وارد حالت بیکار با توان صفر شود و در صورت عدم استفاده، انرژی بیشتری را ذخیره کند.
حالتهای توان NVMe به ویژه زمانی ارزشمند هستند که بهرهوری انرژی و مدیریت حرارتی اولویتهای اصلی باشند. به عنوان مثال، در دستگاههای لبه، توانایی سوئیچ سریع به حالتهای توان پایینتر در دورههای بیکاری میتواند مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد - که برای دستگاههایی که در محیطهای دورافتاده یا خشن با توان محدود کار میکنند، حیاتی است. این امر از طریق ویژگیهایی مانند مدیریت توان حالت فعال PCIe (ASPM) و حالتهای کم مصرف مانند L1.1 و L1.2 که مصرف برق را به حداقل میرسانند، امکانپذیر است. مدیریت توان و خروجی حرارتی در ISS به دلیل محیط محدود و کنترل شده آن ضروری است. حالتهای توان NVMe میتوانند به تنظیم توان مصرفی SSD برای مدیریت توان طراحی حرارتی (TDP) و بهینهسازی بودجه کلی انرژی کمک کنند و اطمینان حاصل کنند که SSDها بدون گرم شدن بیش از حد به طور موثر کار میکنند.
در این محیطهای تخصصی، حالتهای توان NVMe راهی انعطافپذیر و کارآمد برای مدیریت مصرف برق دستگاههای NVMe ارائه میدهند. با استفاده از این حالتها، دستگاهها میتوانند بین عملکرد و بهرهوری انرژی تعادل برقرار کنند و آنها را برای طیف وسیعی از برنامهها - از محاسبات لبه گرفته تا ماموریتهای فضایی - مناسب سازند. توانایی تنظیم پویا حالتهای توان بر اساس شرایط واقعی تضمین میکند که دستگاههای NVMe میتوانند نیازهای متغیر محیطهای مختلف را برآورده کنند و در عین حال برای بهرهوری انرژی و مدیریت حرارتی بهینه شوند.
علاوه بر حالتهای توان NVMe، دمای ترکیبی و دمای لمسی برای مدیریت عملکرد حرارتی SSDهای NVMe در مدلهای سازمانی مدرن کلیدی هستند. دمای لمسی به دمای قاب خارجی SSD اشاره دارد. Solidigm در پذیرش استانداردهای جدید و بالاتر دمای لمسی پیشگام بوده است. به عنوان مثال، دمای لمسی تنظیم شده در کارخانه برای Solidigm D5-P5336 برابر با 80 درجه سانتیگراد است. این حد بالاتر به SSDها اجازه میدهد تا با جریان هوای کمتر خنک شوند یا در دماهای محیطی بالاتر کار کنند. این انعطافپذیری به مراکز داده اجازه میدهد تا استراتژیهای خنککننده را اصلاح کنند، مدیریت حرارتی کلی را بهبود بخشند، هزینههای خنککننده را به طور بالقوه کاهش دهند و قابلیت اطمینان و طول عمر SSD را افزایش دهند.
مدیریت حالتهای توان فعال NVMe
در یک محیط تست لینوکس با اجرای اوبونتو 22.04، ما از مجموعه ابزار NVMe برای نظرسنجی درایو و مشاهده یا اصلاح حالتهای توان D5-P5336 استفاده کردیم. همانطور که در زیر نشان داده شده است، درایو از حالتهای 0، 1 و 2 پشتیبانی میکند - با حالت 0 کمترین محدودیت و حالت 2 بیشترین محدودیت را دارد.
برای Solidigm 61.44 TB D5-P5336، PS0 برابر با 25 وات، PS1 برابر با 15 وات و PS2 برابر با 10 وات است. درایو در حالت بیکار حدود 5.5 وات مصرف میکند، بنابراین با محدودکنندهتر شدن حالتهای توان، توان کمتری برای عملیات خواندن و نوشتن NAND در دسترس SSD قرار میگیرد. عملیات نوشتن بیشترین تأثیر را میپذیرد، زیرا نوشتن روی NAND توان بیشتری نسبت به خواندن از آن مصرف میکند.
دستور بررسی حالت توان فعلی SSD Solidigm D5-P5336 ما در زیر نشان داده شده است. مقدار فعلی 00000000 نشان میدهد که درایو در PS0، بالاترین حالت 25 وات قرار دارد.
دستور مشابهی برای تغییر حالت توان استفاده میشود، که عدد نهایی نشاندهنده حالت توان مورد نظر است. به عنوان مثال، دستور زیر SSD Solidigm D5-P5336 را روی PS0 تنظیم میکند. برای استفاده از حالتهای توان 1 یا 2، مقدار —value= را برای مطابقت با حالت صحیح تنظیم کنید.
تأثیر حالتهای توان بر عملکرد
برای اندازهگیری چگونگی تأثیر حالتهای توان بر مصرف برق و عملکرد SSD Solidigm D5-P5336 61.44TB، ما یک سرور Dell PowerEdge R760 را با 24 SSD مجهز کردیم. با اجرای اوبونتو و مولد بار کاری FIO، ما توانستیم به راحتی یک بار کاری ثابت را در تمام SSDها اجرا کنیم و حالت توان را در زمان واقعی تنظیم کنیم.
Dell PowerEdge Solidigm P5336
ما از نظارت توان داخلی Dell در سیستم مدیریت iDRAC9 سرور برای ردیابی توان در سطح سیستم استفاده کردیم.
Dell PowerEdge iDRAC Power
ما بر بارهای کاری پهنای باند خواندن و نوشتن ترتیبی، با استفاده از اندازه بلوک 128K در هر درایو تمرکز کردیم، سپس عملکرد تجمعی را در تمام 24 SSD اندازهگیری کردیم. شایان ذکر است که این پیکربندی خاص Dell PowerEdge R760 - با 24 اسلات NVMe - از یک سوئیچ PCIe به جای اسلاتهای NVMe متصل مستقیم استفاده میکند. در نتیجه، پهنای باند کل اندازهگیری شده، قبل از رسیدن به درایوها، خطوط سوئیچ PCIe موجود را اشباع میکند. این امر بر عملکرد خواندن کل ما در مقایسه با برگه مشخصات Solidigm P5536 تأثیر میگذارد، اما سرعت نوشتن تجمعی زیر این حد باقی ماند.
| کل وات | سرعت نوشتن | گیگابایت بر ثانیه خواندن | وات بالاتر از پایه |
وات بر درایو (با سربار سیستم) |
|
|---|---|---|---|---|---|
| بیکار بدون درایو | 462 | – | – | – | – |
| بیکار با درایوهای نصب شده | 594 | – | – | 132 | 5.5 |
| 24x خواندن ترتیبی PS0 | 858 | – | 109 گیگابایت بر ثانیه | 396 | 16.5 |
| 24x خواندن ترتیبی PS1 | 858 | – | 105 گیگابایت بر ثانیه | 396 | 16.5 |
| 24x خواندن ترتیبی PS2 | 759 | – | 79.8 گیگابایت بر ثانیه | 297 | 12.375 |
| 24x نوشتن ترتیبی PS0 | 1089 | 82.5 گیگابایت بر ثانیه | – | 627 | 26.125 |
| 24x نوشتن ترتیبی PS1 | 825 | 34.4 گیگابایت بر ثانیه | – | 363 | 15.125 |
| 24x نوشتن ترتیبی PS2 | 726 | 17.3 گیگابایت بر ثانیه | – | 264 | 11 |
با نگاهی به مقاله خود در مورد مزایای تبدیل یک پلتفرم خنککننده هوایی به خنککننده مایع مستقیم، ما بهبود جزئی در عملکرد CPU را همراه با صرفهجویی 200 وات در مصرف برق مشاهده کردیم. برق یک منبع ارزشمند در نسل جدید سرورهای متمرکز بر هوش مصنوعی است که اغلب تمام منابع موجود را به پردازندههای گرافیکی و پردازندههای مرکزی پیشرفته اختصاص میدهند. در مراکز دادهای که در حد یا نزدیک به حد بودجه برق خنککننده هوای خود هستند، سوئیچ به DLC برق را آزاد میکند که به سرور اجازه میدهد تا SSDهای بیشتری را با همان ردپای برق یک سرور خنککننده هوایی جای دهد.
solidigm liquid cooling coolit CDU
صرفهجویی 200 وات در مصرف برق میتواند تراکم ذخیرهسازی را به طور قابل توجهی افزایش دهد: برای بارهای کاری با خواندن فشرده، این صرفهجویی به شما امکان میدهد ظرفیت ذخیرهسازی را از 12 به 24 SSD در یک سرور خنککننده مایع در مقایسه با یک سرور خنککننده هوایی دو برابر کنید. با Solidigm D5-P5336، این سرور 24 اسلاته ظرفیت ذخیرهسازی را از 737 ترابایت به 1,474 ترابایت به لطف حلقه مایع افزایش میدهد. برای بارهای کاری با نوشتن سنگین، میتوانید حدود هشت SSD دیگر اضافه کنید. این ارقام برای حالتهای توان پایه اعمال میشوند، بنابراین اگر مایل به کاهش عملکرد نوشتن در بالاترین حد هستید، میتوانید به راحتی سرور را حتی برای وظایف با نوشتن سنگین با 24 SSD تجهیز کنید.
نتیجهگیری
تست ما از SSDهای Solidigm D5-P5336 نشان میدهد که مدیریت حالتهای توان NVMe میتواند بهرهوری انرژی را بدون تأثیر قابل توجه بر عملکرد به طور قابل توجهی بهبود بخشد. اپراتورهای مراکز داده که به دنبال حداکثر کردن بهرهوری انرژی هستند، میتوانند از این حالتهای توان برای افزایش تراکم ذخیرهسازی یا کاهش هزینههای عملیاتی استفاده کنند - به ویژه در محیطهای متمرکز بر هوش مصنوعی که برق کمیاب است. SSDهای با چگالی بالای Solidigm برای این منظور بسیار مناسب هستند و بهرهوری قوی ترابایت به وات را ارائه میدهند، به خصوص زمانی که با فناوریهای مدرن خنککننده مایع جفت میشوند.
یافتههای ما نشان میدهد که حتی تنظیمات کوچک در حالتهای توان میتواند منجر به صرفهجویی قابل توجهی در مصرف برق شود که در محیطهایی با در دسترس بودن محدود برق حیاتی است. بهینهسازی مصرف کلی برق سرورها نه تنها تراکم ذخیرهسازی را افزایش میدهد، بلکه از عملیات پایدارتر مراکز داده نیز پشتیبانی میکند.
Dell PowerEdge Solidigm P5336 Single
مدیریت توان با افزایش فشار بر سرورهای مدرن - به ویژه در بارهای کاری مبتنی بر هوش مصنوعی - اهمیت فزایندهای پیدا میکند. ترکیب خنککننده مایع با مدیریت کارآمد SSD مسیری را برای مراکز داده فراهم میکند تا عملکرد و تراکم ذخیرهسازی را بدون فراتر رفتن از بودجههای برق افزایش دهند.
شما میتوانید نمایش کامل این فناوریها را به صورت زنده در OCP 2024 مشاهده کنید، جایی که ما نشان خواهیم داد که چگونه خنککننده مایع و SSDهای Solidigm میتوانند اساس بهرهوری انرژی در مرکز داده مدرن را تشکیل دهند.
شرکت فناوری پکن Qianxing Jietong
سندی یانگ/مدیر استراتژی جهانی
واتساپ / وی چت: +86 13426366826
ایمیل: yangyd@qianxingdata.com
وب سایت: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com
سندی یانگ/مدیر استراتژی جهانی
واتساپ / وی چت: +86 13426366826
ایمیل: yangyd@qianxingdata.com
وب سایت: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com
تمرکز تجاری:
توزیع محصولات ICT/یکپارچهسازی سیستم و خدمات/راهحلهای زیرساخت
با بیش از 20 سال تجربه توزیع IT، ما با برندهای پیشرو جهانی همکاری میکنیم تا محصولات قابل اعتماد و خدمات حرفهای ارائه دهیم.
"استفاده از فناوری برای ساختن دنیایی هوشمند" ارائهدهنده خدمات محصولات ICT مورد اعتماد شما!