Zużycie energii i wydajność operacyjna centrum danych są przedmiotem intensywnej analizy. Wyczuwając potrzebę kontrolowania rozwoju centrów danych, ustawodawcy i organy regulacyjne rozpoczęły wysiłki, aby wymagać od operatorów zgłaszania informacji na poziomie obiektu i kluczowych wskaźników wydajności oraz ustalania minimalnych progów wydajności obiektu.
Ich ostatecznym celem jest wymaganie od operatorów zgłaszania orientacyjnych wskaźników wydajności i efektywności, w tym efektywności wykorzystania energii (PUE) i pracy wykonanej na jednostkę zużytej energii.
Unia Europejska podjęła pierwsze działania. The Dyrektywa w sprawie efektywności energetycznej (EED) oraz Rozporządzenie delegowane (sfinalizowane, ale nieopublikowane) wymagają, aby centra danych o zapotrzebowaniu na moc zainstalowanego sprzętu IT przekraczającego 500 kilowatów zgłaszały państwom członkowskim oraz europejskiej bazie danych o centrach danych ponad 30 parametrów lokalizacji i działania.
Ostateczne rozporządzenie delegowane rozszerza wymagania dotyczące raportowania EED i ustanawia wymagania w zakresie raportowania dotyczące wydajności pracy zainstalowanego serwera (wydajność stanu aktywnego SERT® lub procesor SERTwyk) i zainstalowaną pojemność pamięci (petabajty).
Nawet bez wymogów regulacyjnych, wskaźnik pracy na energię stanowi najlepszą praktykę branżową. Każda nowa generacja sprzętu IT zapewnia dwukrotnie lub trzykrotnie większą wydajność pracy sprzętu i pracę na wat w porównaniu do poprzedniej generacji sprzętu. Postępy w oprogramowaniu do zarządzania obciążeniem umożliwiają operatorom IT zwiększenie wykorzystania infrastruktury sprzętu IT. Wskaźnik pracy na energię pokazuje i ilustruje korzyści płynące z odświeżania i konsolidacji sprzętu IT.
Operatorzy centrów danych stoją przed poważnymi wyzwaniami w zakresie raportowania wskaźników wydajności serwerów i pamięci masowej. Aby spełnić te wymagania lub obliczyć wskaźniki pracy na energię dla obiektu centrum danych, operatorzy muszą prowadzić inwentarz sprzętu zawierający dane o krytycznych komponentach i lokalizację sprzętu oraz opracować proces przechwytywania i obliczania wydajności roboczej serwera w centrum danych. Branża potrzebuje ujednoliconej metody raportowania wydajności pracy serwerów.
Zapasy sprzętu
Obliczanie lub szacowanie wydajności pracy sprzętu IT wymaga znajomości lokalizacji sprzętu i specyfikacji komponentów. Niestety, badanie Uptime wśród operatorów IT wskazuje, że tylko jedna trzecia operatorów IT prowadzi szczegółową inwentaryzację sprzętu umożliwiającą obliczenie wydajności sprzętu w centrum danych (tabela 1).
Obliczenie całkowitej wydajności pracy serwera lub pojemności obiektu centrum danych wymaga od operatora znajomości ilości i rodzaju sprzętu znajdującego się w każdym obiekcie. Wyniki ankiety wskazują, że tylko 30% operatorów może dokonać takiego dopasowania na podstawie swoich zapasów.
Aby obliczyć całkowitą wydajność serwera, operator IT musi znać liczbę, numer części i liczbę rdzeni procesorów zainstalowanych w każdym serwerze. Oczekuje się, że wartości wydajności pracy będą przypisane albo na podstawie numeru części procesora, albo liczby rdzeni. Całkowita wydajność pracy zostanie obliczona lub oszacowana na podstawie agregacji wartości wydajności zainstalowanej infrastruktury serwerowej. Ankieta wskazuje, że jedynie 27% operatorów zbiera obecnie numery części procesorów i liczbę rdzeni.
Aby obliczyć pojemność magazynu, operator musi znać liczbę urządzeń magazynujących i ich pojemność dla każdego urządzenia magazynującego. 53% operatorów wskazuje, że gromadzi takie dane.
Operatorzy centrów danych muszą podjąć trzy kroki, aby zaktualizować i ulepszyć swój spis sprzętu oraz procesy zarządzania w celu obliczenia wydajności centrum danych.
- Zaktualizuj system inwentaryzacji sprzętu, aby uwzględnić wszystkie informacje o komponentach wymagane do obliczenia wydajności roboczej. Oprócz wartości wymaganych dla produktów serwerowych i pamięci masowej należy również zebrać przepustowość i szybkość przesyłania danych sprzętu sieciowego.
- Zaktualizuj specyfikacje i procesy zakupu sprzętu, aby wymagać raportowania i gromadzenia danych dotyczących komponentów sprzętu. Będzie to wymagało współpracy z organizacją zakupową i stworzenia elektronicznego procesu gromadzenia informacji o zapasach.
- Wykonaj przegląd zainstalowanego sprzętu IT, aby uzyskać pełną inwentaryzację istniejącej infrastruktury. Oprogramowanie do wykrywania zasobów, które identyfikuje sprzęt i przechwytuje informacje o komponentach, stanowi najlepsze podejście do aktualizacji bieżącego stanu zapasów. Można go również zastosować zamiast procesu zaopatrzenia w celu aktualizacji zapasów w miarę instalowania nowego sprzętu. Inną opcją wymagającą dużych zasobów jest przeprowadzenie ankiety ręcznej.
Zbudowanie skutecznego systemu inwentaryzacji będzie wymagało czasu i współpracy międzyorganizacyjnej. Operatorzy IT nieposiadający systemu optymistycznie oceniają możliwość stworzenia działającego systemu lub jego modernizacji: 68% (47% ogółu respondentów) wskazuje, że jest w stanie wdrożyć system w ciągu jednego roku.
Wydajność serwera
Rozporządzenie delegowane definiuje wydajność pracy serwera jako wynik wydajności w stanie aktywnym narzędzia Server Efficiency Rating Tool (SERT®), jak określono w rozporządzeniu Komisji UE – 2019/424 (wymagania dotyczące ekoprojektu dla produktów serwerowych i pamięci masowych). Wydajność w stanie aktywnym to średnia geometryczna zmierzonych 100% znormalizowanych wyników wydajności siedmiu zadań procesora w firmie Server Performance Evaluation Corporation (SPECSM) zestaw. Zawiera jednostki transakcji na sekundę w stosunku do serwera referencyjnego.
Większość branży centrów danych popierała wykorzystanie wyniku SERT w stanie aktywnym jako reprezentatywnej wartości wydajności pracy serwera. Ponieważ pomiary SERT są wymagane w celu wykazania zgodności z wymogami dotyczącymi efektywności energetycznej serwerów w UE, USA i Japonii, producenci serwerów generują pomiary SERT dla wybranych konfiguracji w celu zapewnienia zgodności z przepisami i do celów badań wewnętrznych.
Współpracując z producentami, organizacja The Green Grid (TGG) zebrała zbiór danych z pomiarów SERT dla ponad 600 konfiguracji serwerów z ponad 100 numerami katalogowymi procesorów. Korzystając z tego zbioru danych, TGG przeprowadziło analiza pokazując, że wynik wydajności w stanie aktywnym zależy od numeru części procesora i jest niezależny od konfiguracji serwera.
Badanie 15 numerów części procesorów, reprezentujących trzy generacje procesorów AMD i Intel, wykazało, że 13 numerów części procesorów miało średnie wartości wydajności w stanie aktywnym i odchylenia standardowe w zakresie od 3 do 20%, przy czym liczby dwuczęściowe miały odchylenia standardowe około 30% .
Ogólnie rzecz biorąc, wartości wydajności procesora w stanie aktywnym stanowią akceptowalną podstawę do obliczenia reprezentatywnego oszacowania całkowitej wydajności pracy centrum danych dla standardowych serwerów wyposażonych w procesor, umożliwiając porównanie zmian z roku na rok.
Biorąc pod uwagę wymóg rozporządzenia delegowanego EED dotyczący rozpoczęcia raportowania ograniczonej wydajności pracy za rok sprawozdawczy 2024, branża musi utworzyć jedną lub więcej baz danych zawierających wartości wydajności w stanie aktywnym dla numerów części procesora. Bazy danych mogą być tworzone przez organizacje branżowe, takie jak TGG, lub przez producentów sprzętu. Grupa robocza TGG realizuje projekt mający na celu publikację bazy danych w drugiej połowie 2024 r.
Dane dotyczące wydajności pracy nie są obecnie dostępne dla serwerów wyposażonych w procesory graficzne (serwery z procesorami graficznymi) do zastosowań wymagających obliczeń o wysokiej wydajności, sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego. Serwery te stanowią niewielki procent obecnie zainstalowanej infrastruktury serwerowej, ale oczekuje się, że w przyszłości ich obecność w centrum danych będzie rosnąć. Według doniesień komisja SPECPower® pracuje nad rozszerzeniem testu SERT, który będzie mierzyć wydajność i wartości mocy serwerów z procesorami graficznymi oraz określać pojemność roboczą tych serwerów.
Pojemność sprzętu do przechowywania
Pojemność robocza produktu pamięci masowej to surowa pojemność produktu w terabajtach, wartość łatwo dostępna u producenta produktu. Wartość pojemności pamięci masowej w centrum danych jest sumą pierwotnej pojemności wszystkich zainstalowanych produktów pamięci masowej. Operatorzy powinni gromadzić i rejestrować te dane w swoim wykazie sprzętu w momencie zakupu sprzętu.
W podobny sposób oblicza się przepustowość sprzętu sieciowego i przepustowość transmisji danych.
Podsumowując, biorąc pod uwagę pełną inwentaryzację sprzętu serwerowego i zestaw danych dotyczących średnich wartości wydajności procesora w stanie aktywnym, operatorzy centrów danych będą mogli obliczyć całkowitą wydajność pracy centrum danych dla serwerów wyposażonych w procesory, mnożąc liczbę procesorów dla danego numeru części przez wartość wydajności stanu aktywnego i zsumowanie tych wartości dla wszystkich serwerów w określonym centrum danych.
Chociaż jest to proste podsumowanie, poszczególni operatorzy centrów danych i branża centrów danych wymagają znacznej ilości pracy, aby zbudować zbiory danych potrzebne do zakończenia obliczeń wydajności pracy na potrzeby sprawozdawczości regulacyjnej.