提高服務器效率的5種方法

適當調整工作負載規(guī)模、升級到最新一代服務器以及管理功耗可以幫助企業(yè)實現數據中心的可持續(xù)發(fā)展目標。

服務器可以消耗現代數據中心一半以上的能源，這使得服務器效率對尋求實現碳中和可持續(xù)發(fā)展目標的公司具有吸引力。另外，減少能源使用可以節(jié)省資金。

為了幫助實現這一目標，根據Uptime Institute最近的研究，以下是提高服務器效率的5種方法，該研究所的重點是提高關鍵業(yè)務基礎設施的性能、效率和可靠性。

在其分析中，Uptime重點關注使用AMD EPYC或Intel Xeon處理器的服務器，并使用Green Grid的SERT數據庫中的數據檢查了2017年、2019年和2021年的各代服務器。

擺脫傳統(tǒng)的、耗電的服務器

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

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

在比較AMD和英特爾服務器時，英特爾服務器在2017年的各個CPU利用率水平上都更加高效，但自2019年以來，AMD已經領先。2021年服務器的利用率為50%，AMD服務器的平均效率比英特爾服務器高74%。

未充分利用服務器

就像汽車在交通中空轉一樣，未滿負荷運行的服務器只是在浪費能源。

根據2022年Uptime Institute數據中心調查，只有47%的企業(yè)的服務器利用率達到50%或更高，而2020年為36%。Dietrich指出，這些數字可能有些夸大，因為做出回應的企業(yè)可能只報告了性能最佳的服務器，例如那些只運行批處理作業(yè)的服務器，這可能會將利用率提高到80%。

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

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)應該考慮提高利用率，同時將服務器升級到最新型號。根據Uptime的說法，將利用率的提高與服務器更新相結合，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)模實施，這可以節(jié)省大量資本和運營，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載的情況下，直接用更高容量的服務器替換傳統(tǒng)服務器，實際上會降低利用率，從而抵消了升級帶來的一些好處。

這需要額外的計劃來提高利用率，同時進行硬件升級，但結果不僅是提高效率，而且可能會減少服務器數量，因為所需的新機器數量可能會減少。

選擇更強大的機器

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

增加服務器核心數

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

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

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

有效管理電源

根據Uptime的研究，服務器的電源管理功能可以改善能源效率等式，將服務器效率提高至少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入低功耗空閑狀態(tài)。然而，由于擔憂性能或延遲問題，許多組織沒有使用這些功能。

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

Dietrich表示：“在某些應用中，可以決定不使用，因為其會導致性能或響應時間問題。但還有其他應用，延遲不會對業(yè)務產生影響?！?/p>

“最大的錯誤是，一些運營商規(guī)避風險。他們認為，如果想在一臺服務器節(jié)省幾百美元的能源費用，但冒著違反SLA的風險，這將導致他們損失一百萬美元，如此便不會使用電源管理?！?/p>

Dietrich建議，當企業(yè)購買新服務器并運行性能測試時，確保測試電源管理是否會對應用產生不利影響。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時間和性能。

Uptime如何衡量效率

Uptime使用Green Grid的服務器效率評級工具(SERT)數據庫分析了429個服務器平臺的效率。Green Grid是一個聯盟，其目標是創(chuàng)建工具、提供技術專業(yè)知識并倡導數據中心環(huán)境中的能源和資源效率。

SERT套件是衡量服務器效率的行業(yè)標準；歐盟生態(tài)設計指令和美國能源之星計劃制定的強制性服務器效率要求指定服務器報告SERT整體效率指標。

Uptime分析了SERT數據庫中的AMD和Intel服務器數據，指出不同的處理器類型根據工作負載各有優(yōu)缺點。Uptime重點關注使用AMD EPYC或Intel Xeon處理器的服務器，并分析了2017年、2019年和2021年的各代服務器。

該研究所通過模擬企業(yè)在線事務處理應用對服務器進行測試，該應用強調處理器和內存。該模擬是SERT工作集服務器端Java(SSJ)。Uptime表示，選擇其的部分原因是SSJ數據可用于8個級別的服務器利用率，即12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%、75%、87.5%和100%，這樣可以進行更精細的分析。

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