Gagnez en efficacité énergétique grâce aux serveurs x86

  • Published on
    20-Aug-2015

  • View
    517

  • Download
    1

Embed Size (px)

Transcript

<ol><li> 1. 120 Post Road West, Suite 201, Westport, CT 06880 Tlphone : 203-429-8950 Fax : 203-429-8930 Gagner en efficacit nergtique grce aux serveurs x86Jerald MurphySenior Vice-President et Directeur de la Recherche Robert Frances Group Robert Frances Group, 2009 Gagner en efficacit nergtique grce aux serveurs x86 1 </li><li> 2. 120 Post Road West, Suite 201, Westport, CT 06880 Tlphone : 203-429-8950Fax : 203-429-8930RsumCrise conomique oblige, les entreprises se doivent de rentabiliser chaque dollar investi. Pour ce faire,elles automatisent autant que possible leurs processus, ce qui accrot leurs cots informatiques alorsquelles tentent de restreindre leurs dpenses. Nombreux sont les responables informatiques ayant optpour la consolidation de leurs serveurs laide des technologies de virtualisation et de serveurs en lame.Malheureusement, la plupart des bnfices attendus se sont jusqu prsent avrs illusoires. En effet,aux cots levs des serveurs se sont ajouts labsence de technologies de virtualisation etdadministration rellement efficaces et linefficacit du refroidissemet et des alimentatons lectriquesde ces systmes.Pour lheure, quasiment toutes les grandes entreprises ont dj vu les cots dalimentation et derefroidissement de leur datacenter grimper en flche. Leurs besoins de stockage ont certainementaugment au gr de lautomatisation de leurs processus. Et cette capacit de stockage supplmentaire aelle aussi particip la hausse de leurs cots dalimentation et de refroidissement.Ces cinq dernires annes, la quantit de chaleur moyenne vacuer de chaque serveur a augmentde plus 100 watts et celle consomme par chaque serveur de plus de 300 watts. Les directeursinformatiques doivent absolument tenir compte de llectricit requise pour alimenter et refroidir lescentres de donnes car lnergie consomme par un serveur tout au long de sa vie excde souvent soncot dachat. Dautant plus que la situation conomique actuelle freine le financement de la recherchesur les systmes de refroidissement plus conomes et empche de maintenir la densit lectriquerequise un niveau stable. Daprs les tudes menes par RFG, lefficacit nergtique du datacenterconstitue la priorit n1 des directeurs informatiques et devrait le rester quelques annes encore. Lacapacit administrer ces environnements virtualiss de nouvelle gnration devraient jouer un rlede plus en plus crucial. Les directeurs informatiques doivent donc anticiper sils souhaitent sadapter larchitecture et au fonctionnement des nouveaux datacenters et relever les nouveaux dfis qui lesattendent.Selon RFG, les directeurs informatiques auront davantage de chances de gagner en efficacitnergtique, en rentabilit et en performance sils choisissent des solutions informatiques conues pouroptimiser simultanment ces trois derniers points. IBM et Intel ont justement fait quipe pour tirer partides avantages de leurs technologies respectives les plus efficaces en nergie. Intel a pour sa part agrment son architecture de processeur Intel Xeon 5500 de nouvelles fonctionnalits qui accroissentsa capacit de traitement sans augmenter sa consommation dnergie. Cette architecture intgre parailleurs des fonctions de gestion de la mmoire qui garantissent un dbit de donnes plus lev sansaccrotre la consommation dlectricit du processeur. IBM a, de son ct, tendu les fonctionnalits deses offres System x et BladeCenter processeurs Intel Xeon 5500. Elles bnficient dsormais dunegestion de la mmoire plus efficace, dune gestion de la consommation dnergie adaptative et defonctions de virtualisation optimises. La capacit de traitement de chaque lment du datacenter peutainsi tre exploite au maximum, avec la garantie de cots informatiques inchangs. Le serveur lameIBM HS22, par exemple, constitue un serveur efficace, capable de traiter de nombreux types decharges: il allie des performances exceptionnelles des nombreuses options de configuration et une 1grande simplicit de gestion. Ce nouvel IBM BladeCenter HS22 offre ainsi un rapport prix/performanceamlior de 60 % pour la virtualisation et de 33 % pour des applications mtier critiques.1 Loptimisation de 60 % du rapport prix/performance a t calcule sur la base du test SPECint_rate_base comparatifdu serveur lame HS21 processeur Intel Xeon 5400 cadenc 3,33 GHz et du serveur lame HS22 processeur Xeon 5500 cadenc 2,93 GHz.La comparaison de prix est base sur les listes de prixpublics du HS21 dot d1 processeur et de 1 Go de mmoire et du HS22 en mode 7870-C4x dot d1 processeur et de 2 Go de mmoire Robert Frances Group, 2009Gagner en efficacit nergtique grce aux serveurs x86 2 </li><li> 3. 120 Post Road West, Suite 201, Westport, CT 06880Tlphone : 203-429-8950 Fax : 203-429-89302 3Il offre galement 50% plus de capacit mmoire et des processeurs 12 % plus conomes en nergielorsquils sont exploits 100 % (50 % plus conomes en veille) que ses prdcesseurs. Le serveurHS22 est en outre rtrocompatible avec tous les chssis BladeCenter, y compris le BladeCenter E. Tousles datacenters dj dots de ces chssis peuvent ainsi continuer dinvestir dans de nouvelles lamesserveur sans avoir remplacer leur matriel ni perdre en performances. IBM propose galement depuissants outils de gestion de la consommation dnergie, parmi lesquels IBM Systems Director ActiveEnergy Manager, qui permet aux utilisateurs de mieux comprendre et grer leur consommationdnergie au moyen de fonctions de surveillance, danalyse des tendances et de limitation de laconsommation. Grce aux nouvelles fonctions de ces serveurs de nouvelle gnration, combines auxfonctions de gestion et dautomatisation prouves dIBM, les utilisateurs disposent de performances parwatt optimales qui contribuent rentabiliser chaque Euro investi dans leur centre de donnes.Si Dell et HP offrent eux aussi des serveurs dots de processeurs Intel Xeon 5500, leurs chssisdemeurent moins efficaces (ex. units dalimentation moins conomes en nergie, ventilateurs plusnombreux) et sont dpourvus dune UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), pour grer pluscompltement le systme distance. Quant Cisco Systems, Inc. qui vient de faire son entre sur lemarch des serveurs lame, RFG craint quil ne lui faille un temps considrable avant datteindre lesfonctionnalits de gestion et la rentabilit attendue des architectures de serveur lame x86 de nouvellegnration.Etat des lieux des datacenters actuels et des problmesrencontrs par les entreprisesCes deux dernires annes, les directions informatiques ont vu leurs cots dexploitation grimperen flche. Cette hausse sest avre plus sensible pour les datacenters du fait de laccroissement dela capacit de traitement et de la densit des serveurs, augmentant la consommation lectrique.Les problmes de consommation dnergie des datacentersAfin de mieux matriser leurs ressources informatiques distribues et de rsoudre les problmesdefficacit nergtique, de nombreuses entreprises ont dcid de rduire le nombre de leursdatacenters. Il faut savoir que lunit centrale dun ordinateur autonome nest gnralement exploitequ 15 %, tandis que sa capacit de stockage est exploite 20-30 %. Or, une fois centralises, cesressources peuvent tre partages et donc mieux exploites. De plus, la taille des circuits intgrs nacess de diminuer et la vitesse dhorloge des processeurs de crotre, finissant par amliorer laperformance des serveurs. Mais si la consolidation des datacenters et la densit accrue des systmesont amlior le cot par transaction, elles ont galement apport leur lot de problmes en termedespace, dalimentation, de refroidissement et de gestion.Lorsque ce nest pas lespace qui pose problme, ce sont les caractristiques dalimentation desserveurs qui ne permettent pas une exploitation efficace. En effet, la plupart des serveurs lameactuels consomment tant dlectricit que sils occupaient tous les emplacements dun rack, cedernier serait incapable de les alimenter toutes. Les datacenters ne supportent que 15 kW maximumpar unit de surface occuppe par un rack.2 Le serveur lame IBM HS21 XM offre 8 emplacements mmoire DIMM. Le HS22 en inclut 12. Chaque lame peut supporter des barrettes DIMM de 8 Go maximum.12 = 50 % plus que 8.3Mesures internes dIntel sur la base des tests SPECjbb2005* du mois daot 2007. Configurations systme : 2S, processeurs 80 W, 8 DIMM, 1 disque dur, 1bloc dalimentation. Except Irwindale = processeurs 110 W ; valuation de la consommation base sur le test SPECjbb2005. Evaluation par Intel duneplate-forme Tylersburg-EP processeurs de 95 W cadencs 2,93 GHz de septembre 2008. Ces informations sont prliminaires et peuvent tre modifies tout moment avant le lancement officiel du produit. Robert Frances Group, 2009Gagner en efficacit nergtique grce aux serveurs x86 3 </li><li> 4. 120 Post Road West, Suite 201, Westport, CT 06880 Tlphone : 203-429-8950 Fax : 203-429-8930Or il faudrait 30 kW pour alimenter un rack entirement quip de serveurs lame actuels. Nonseulement les units dalimentation mme de fournir cette capacit dalimentation un racksont rares, mais la majorit des salles machines sont incapables de dissiper la chaleur gnrepar de telles configurations. Par consquent, une importante partie de lespace offert par lesracks est inutilisable.En outre, rares sont les serveurs lame inclure toutes les fonctions ncessaires la gestion deleur consommation dnergie. Exploits seulement 10 % de leur capacit, ces serveurspourraient offrir de plus hauts niveaux de densit si la capacit dalimentation qui leur taitdlivre pouvait tre modifie en fonction directe de la charge de travail. Lidal serait que lacapacit dalimentation soit mieux exploite, quelle que soit la charge de travail.Les problmes relatifs aux serveursLa plupart des serveurs dans les datacenters actuels ont t conus pour allier performances etoptimisation des cots, mais leur efficacit nergtique a t nglige. Il en rsulte quelalimentation et le refroidissement de ces systmes peuvent reprsenter 40 % des cotsdexploitation de ces serveurs. Le cot de llectricit consomme par un serveur tout au longde sa vie peut donc savrer plus lev que son prix dachat. Lamlioration de lefficacitnergtique relve de divers facteurs, comme la conversion de puissance et lexploitation dellectricit, ainsi que la gestion des systmes.La plupart des serveurs pour datacenters actuels sont quips dunits dalimentation efficacesen nergie seulement 70 %. Autrement dit, 30 % de llectricit transmise au serveur setransforme en chaleur et est donc gaspille. Les units dalimentation inefficaces en nergiecotent cher en lectricit, que ce soit pour lalimentation des serveurs ou pour leurrefroidissement. Qui plus est, les serveurs rcents ne sont exploits qu 15 % de leur capacit.Or, la consommation lectrique (alimentation et refroidissement confondus) des serveurstraditionnels reste identique quel que soit le taux dutilisation des ressources du serveur.Autrement dit, dix serveurs exploits 10 % de leur capacit consommeront bien plusdlectricit quun ou deux serveurs exploits 80-90 % de leur capacit.A ces problmes defficacit sajoute la consommation lectrique excessive de certains despremiers serveurs lame commercialiss. Les serveurs lame peuvent exiger 30 KW par rackpour leur alimentation. Ces racks ne peuvent pas tre refroidis correctement, soit requirentdes systmes de refroidissement spcifiques pour supporter une telle densit. Les systmes derefroidissement capables de supporter cette densit doivent tre installs dans des racksadjacents qui mobilisent un espace prcieux dans la salle machines. Certains systmes installer au-dessus du rack peuvent optimiser le refroidissement mais exigent une certainehauteur sous plafond. Des fabricants de serveurs proposent mme des botiers porterfrigrante. Toutefois, certains de ces systmes ncessitent des racks personnaliss et peuventgalement savrer inadapts aux racks trop profonds. Les directions informatiques doiventsassurer que toute nouvelle technologie de refroidissement est adapte la capacitdalimentation de larchitecture actuelle de leur datacenter ou que lespace requis par cestechnologies a t prvu dans les plans de la future salle machine. Robert Frances Group, 2009 Gagner en efficacit nergtique grce aux serveurs x86 4 </li><li> 5. 120 Post Road West, Suite 201, Westport, CT 06880 Tlphone : 203-429-8950 Fax : 203-429-8930Enfin, labsence de solutions efficaces de gestion de la consommation dlectricit pose souventproblme aux entreprises exploitant les systmes lame actuels. Lidal serait de pouvoir rduirela consommation dlectricit lorsque la charge de travail des systmes est moindre. Toutefois,la plupart des systmes actuels ne permettent pas de changement de tension ou de frquencedes processeurs et noffrent gnralement aucune visibilit sur leur consommation dnergierelle. La plupart du temps, les exploitants de datacenters doivent faire appel des prestatairesspcialiss pour grer avec prcision la consommation dnergie des systmes.Les problmes conomiques rencontrs par les entreprisesLa crise conomique exacerbe les problmes conomiques relatifs aux datacenters. Lebudget accord la plupart des directeurs informatiques ne leur permet pas dinvestir et derentabiliser leurs investissements de manire optimale. Do la recherche de financementcratifs, dfaut dautofinancement. Cette restriction budgtaire est dailleurs valable tantpour les investissements que pour les cots dexploitation.Le cot de lnergie ne cesse de grimper. La seule alternative restante pour contrebalancercette hausse est de rduire les frais immobiliers. Cest pourquoi de nombreuses entreprisesdlocalisent leurs datacenters vers des rgions plus attractives en termes de cotsimmobiliers, dlectricit et de main doeuvre. Et pour rduire davantage encore leurs fraisde main doeuvre, elles restreignent au maximum leurs effectifs et adoptent des systmesplus simples implmenter et grer.Les actions susceptibles de rsoudre ces problmesSelon RFG, quantit dactions peuvent tre entreprises pour rsoudre les problmes posspar les datacenters actuels et venir. Ces actions incombent tant aux directionsinformatiques quaux fournisseurs de systmes.Les actions incombant aux directions informatiquesLes exploitants de datacenters peuvent envisager diffrentes actions pour allger lapression financire et environnementale qui pse actuellement sur les socits. Ils peuventpar exemple mettre en place une stratgie intelligente de consolidation de serveurs, quipasse par la virtualisation mthodique des ressources informatiques et la planificationproactive des besoins en matire de locaux et de gestion du centre de donnes. Lamodernisation des serveurs dans leur datacenter peut galement savrer extrmementfructueuse. Lautomatisation et le contrle tendus des serveurs leur permettraient derduire les frais de personnel.La consolidation de serveursLa consolidation de serveurs constitue une premire tape vers lamlioration du tauxdutilisation des ressources informatiques. Elle permet de confier la gestion de plusieursprocessus un mme serveur pour optimiser lexploitation de ses ressources qui, enconfiguration traditionnelle, ne sont gnralement exploites qu hauteur de...</li></ol>