Сколько потребляет сервер

Расчет мощности сервера под ваши задачи

Как рассчитать мощность сервера под конкретную задачу? Расчет энергопотребления, конфигурации и нагрузки для серверного оборудования. Boodet.online.

26 Фев 2020 09:16 IT GIRL 12

Как рассчитать параметры серверного оборудования

Расчет мощности сервера — это сложный многоэтапный процесс, который требует знаний аналитики, принципов энергопотребления , характеристик железа и работы с большими данными. Для того чтобы с точностью рассчитать параметры серверного оборудования, лучше всего обратиться к специалистам.

А если нужно сделать самостоятельно? Попробуйте рассчитать мощность сервера и выбрать подходящую конфигурацию с помощью краткой инструкции от Boodet.Online.

Постановка задачи

Начать стоит с постановки задачи. Что это значит? Определите, для чего вам нужен сервер. Проще всего будет выписать все задачи, которые придется выполнять, и ПО, которое должно работать. Пригодятся и данные о посещаемости сайта, время пиковых нагрузок, базовые поведенческие модели. Если вы впервые рассчитываете мощность сервера , таких данных у вас, скорее всего, не будет. В этом случае ограничьтесь списком программ и задач, которые они решают.

Базовый принцип состоит в достаточной мощности серверного оборудования. Это значит, что ресурсов хватит для работы целевой системы, при этом не будет излишков мощности (это неэффективная трата бюджета).

Эталонная система

Эталонной будет та система, которая копирует рабочую. Говоря простыми словами, это будет точная копия вашей целевой системы; единственное, что в них будет разным — интенсивность нагрузки . Цель расчета мощности сервера — устранить эту разницу и превратить целевую систему в эталонную.

Что будем делать? Возьмем реальный сервер с конкретными параметрами и проверим на нем стандартную и пиковую нагрузки. Выясним, как работает софт, стабилен ли доступ к базам данных. Если все хорошо, то просто перенесем полученные данные на целевую систему. Проще говоря, выберем сервер с такими же параметрами, как и у целевого. Если же мощности не хватает или, наоборот, будет замечен ее излишек — скорректируем конфигурацию в большую или меньшую сторону.

Целевая система

В целевой системе часть параметров будет известна заранее, другую часть предстоит выяснить. Что нужно знать заранее:

базовую конфигурацию — проверять нагрузки на чем-то нужно, так что без железа не обойтись;

уровень нагрузки — чтобы рассчитать мощность сервера , нужно знать, сколько людей будет им пользоваться, что они будут делать и как часто;

ПО — какой софт будет стоять, какая ОС, приложения, базы данных.

Расчет конфигурации сервера

После определения целевой и эталонной систем можно приступить к расчету конфигурации сервера . Это сложный процесс, который потребует множества тестов и метрик. Если опустить технические подробности, то на этом этапе эталонную систему загружают на стандартном и пиковом уровнях. Затем собирают результаты и переносят их на целевую, после чего подбирают подходящее оборудование, которое лучше всего справится с поставленными на первом этапе задачами.

Какое оборудование подбирается по итогам тестирования:

процессор — модель, количество ядер, частота;

Процессор

От ЦПУ зависит, каким количеством данных сервер может управлять одновременно и как он будет их обрабатывать. Чем больше задач и одновременных пользователей, тем мощнее нужен процессор.

Дисковая подсистема

Основные требования: надежность и отказоустойчивость. При выборе дисковой подсистемы необходимо еще раз вернуться к первому этапу и посмотреть, какие задачи стоят перед сервером. Для частой перезаписи, например, при создании бэкапов, лучше взять HDD. Чтобы сервер загружался быстро и выполнял много операций одновременно — SSD.

Оперативная память

В зависимости от рабочих задач и нагрузок потребуется разный объем оперативной памяти. Для небольших нагрузок, например, статичного корпоративного сайта, будет достаточно и 512 Мб. Для облачных и машинных вычислений — гораздо больше. Внимательно изучите результаты метрик расчета мощности сервера и рекомендации специалистов. От правильного выбора оперативной памяти будет зависеть быстродействие машины.

Расчет энергопотребления

Это почти финальный этап. Конфигурация подобрана, рабочие нагрузки еще раз протестированы. Следующий глобальный вопрос: где хранить сервер? Рабочие машины требуют специально оборудованного помещения, без него даже идеально подобранная конфигурация не будет эффективной. Чтобы обустроить или выбрать серверную, понадобится рассчитать энергопотребление. Это можно сделать по сложной формуле, но проще воспользоваться одним из онлайн-калькуляторов.

К полученной цифре нужно будет прибавить энергопотребление вспомогательных систем:

Энергоэффективность серверных помещений

Серверное оборудование — дорогостоящий элемент компьютерной системы, чаще всего работающий в режиме 365 дней в году, 24 часа в сутки. При этом серверы потребляют много электроэнергии. К тому же, надо обеспечить каждодневную бесперебойную работу серверов, и на это тоже нужна электроэнергия.

Проблема зашла так далеко, что в крупных городах России — Москве, Санкт-Петербурге — расширение деятельности крупных предприятий иногда ограничивается той электрической мощностью, которую энергоснабжающая организация может «выдать» на серверное хозяйство. Как сделать так, чтобы серверы в серверном помещении потребляли меньше электроэнергии — вот об этом и поговорим подробнее.

Термины и определения

Серверное помещение — это помещение, где размещается сложный инженерно-технический комплекс, состоящий из множества различных систем и устройств, работающих вместе и обеспечивающих хранение, обработку и передачу информации. Этот комплекс также включает инженерные системы и технические средства, необходимые для обеспечения правильной работы всего серверного и телекоммуникационного оборудования.

Компоненты серверного помещения:

Сервера и системы хранения данных. Сюда относятся различные компьютеры, которые применяются для обработки и хранения информации и данных. Системы хранения данных представляют собой программно-аппаратные средства, используемые для хранения больших объемов информации.
Телекоммуникационное оборудование. Обеспечивает подключение и передачу информации между устройствами — не только компьютерами, но и телефонными аппаратами, копировальной техникой и т.д., а также подключение к сети интернет через оператора связи.
Инженерные системы:
- структурированная кабельная система, обеспечивающая связь телекоммуникационных и сетевых устройств ЦОД;
  система кондиционирования, которая поддерживает определенный уровень температуры и влажности в компьютерном помещении;
- система пожаротушения, которая отвечает за пожарную безопасность;
- система электроснабжения, обеспечивающая компьютерное оборудование требуемой электрической мощностью с заданным качеством электропитания;
- система физической безопасности, в том числе система охраны, телевизионного видеонаблюдения, оповещения;
  и другие системы.
- Система информационной безопасности. Сюда входит антивирусная защита, которая обеспечивает эффективную защиту от различных вирусов, спам–фильтр, который служит для фильтрации нежелательной информации, а также система защиты от вторжений, которая обеспечивает защиту от хакерских атак.
Проектирование и планирование ЦОД регламентируется американским стандартом ANSI TIA/EIA-942 (TIA-942) «Telecommunications Infrastructure Standard for Data Center».

Энергопотребление серверной комнаты

По данным аналитического департамента компании АРС, структура потребления электроэнергии современного дата-центра выглядит следующим образом: системы охлаждения (чиллеры, прецизионные кондиционеры, системы вентиляции) потребляют 50 %, собственно компьютерное оборудование — 36 %, источники бесперебойного питания (ИБП) — 11 %, освещение, пожарная сигнализация — 3 %.

Для оценки эффективности энергопотребления серверной комнаты применяется такой параметр как PUE (Power Usage Effectiveness) — показатель использования электроэнергии. PUE определяется как отношение суммарной потребляемой серверным помещением за год мощности к той ее части, которая расходуется на работу информационной инфраструктуры и служит наиболее полной интегральной характеристикой эффективности технологических и административных решений, принятых в серверном помещении. Хорошее значение показателя, к которому стремятся передовые разработчики — 1,3. То есть, PUE=1,3 означает, что 30% электроэнергии в год расходуется исключительно на поддержание работоспособности серверного помещения. Лучшие мировые дата-центры имеют приблизительно PUE=1,1. В России для большинства серверных помещений характерен, как правило, показатель PUE=2 или даже хуже. Это значит, что в «воздух» утекает ровно половина всей электроэнергии, расходуемой на работу серверного помещения.

Лучшие крупнейшие дата-центры в России имеют PUE=1,5 и ставят своей задачей снизить этот показатель до значений 1,3.
Достаточно часто энергопотребление серверной комнаты оценивают усреднено в расчете на стандартный телекоммуникационный шкаф типоразмера 19” (на «стойку»). Энергопотребление одной компьютерной стойки может варьироваться в зависимости от установленного оборудования от 2кВт до 40кВт.

Даже если принять, что в небольшом серверном помещении установлено 2 маломощные «стойки» по 5кВт, — чистое энергопотребление стоек будет 10кВт. И при коэффициенте PUE=2 общее энергопотребление серверного помещения составит 20кВт.

Где происходят потери электроэнергии в серверном помещении? Первый источник — потери на пути от поставщика энергии до вычислительной нагрузки. Как правило, они определяются потерями на трансформаторах, на источниках бесперебойного питания (ИБП) и в сети распределения электропитания. Обычно их доля невелика, однако для мощных мегаваттных дата-центров и единицы процентов в абсолютном денежном исчислении хорошо ощутимы. Например, многие относительно дешевые ИБП имеют КПД 85-87%. Это и значит, что 15-13% уже на этом этапе теряется безвозвратно. Современные «продвинутые» ИБП имеют КПД до 96%, что снижает потери энергопотребления до 4%.

Вдумайтесь, 15% потерь на ИБП означает, что это тепло, которое ИБП отводит в воздух. И это избыточное тепло тоже куда-то надо отвести. Чем? Кондиционированием воздуха, в свою очередь. Но кондиционирование воздуха тоже энергоемкая задача.

Однако серверное оборудование требует достаточно жестких климатических условий по эксплуатации для продолжительной бесперебойной работы. Согласно стандарту ASHRAE “Thermal Guidelines for Data Processing Enviroments” 2004 года, рекомендуемая температура 20-25°С при рекомендуемой относительной влажности 40-55%. Кроме того, стандартами нормируется скорость изменения температуры и влажности воздуха в серверном помещении. Скорость изменения температуры в серверном помещении не должна превышать 5° за 1 час. Изменение влажности не должно превышать 20% за 1 час.

Современное серверное оборудование может работать и при более высоких температурах. Слабое место серверов и систем хранения данных — жесткие диски (хранители информации). При повышении температуры воздуха выше 30°С частота отказов жестких дисков лавинообразно нарастает. А вместе с отказом жесткого диска теряется и самое ценное, ради чего строится серверное помещение — информация.

Разница температур воздуха на входе и выходе современного серверного оборудования может составлять 30°С, а в нагруженных режимах до 40°С. Это значит, что при температуре воздуха на входе в сервер 20°С на выходе будет 50°С. И этот уже горячий воздух снова поступает на вход серверного оборудования.

Обеспечить в таких условиях необходимые климатические режимы в серверном помещении 24 часа в сутки, 365 дней в году непросто! Бытовые сплит-системы для этого не подходят. Система кондиционирования воздуха должна обеспечивать требуемые стандартами параметры вне зависимости от температуры окружающего воздуха. А ведь в Кировской области летом на улице может быть и +35°, а зимой и -35°.

В таких условиях на систему кондиционирования воздуха приходится в среднем около 40% всей электроэнергии, потребляемой инженерным оборудованием серверного помещения. Способов снизить расходы на охлаждение воздуха серверной на сегодняшний день придумано много, есть среди них весьма экзотические — охлаждение морской/речной водой, адиабатная технология (испарение), технологии естественного охлаждения, использование отводимого тепла для отопления соседних зданий и т.д.

Еще один способ снизить энергопотребление серверного помещения — эффективная загрузка серверного оборудования. Технология повышения загрузки серверного оборудования называется виртуализация. По статистике, установленное серверное оборудование, особенно старое, чаще всего загружено на 5-30%. При этом каждый сервер потребляет 500-1000Вт. Редкие серверы бывают загружены на 50-60%. А ведь каждый сервер при этом потребляет электроэнергию. Новые современные энергоэффективные серверы позволяют на одной аппаратной платформе запустить множество программных серверов и довести тем самым загрузку сервера до 70-80%. А старые серверы при этом утилизируются.

Таким образом, в среднем по статистике, один новый энергоэффективный сервер, оснащенный технологией виртуализации, потребляющий 500 Вт, способен заменить 5 старых серверов, каждый из которых потребляет 1000Вт. Помимо экономии электроэнергии за счет снижения количества аппаратных серверов есть и другие преимущества — серверы занимают меньше места в стойках, меньшему количеству серверов требуется меньше мощности на охлаждение. Выгоды виртуализации столь очевидны, что это стало причиной победного шествия технологии виртуализации для всех серверных комнат.

Совокупность мер по увеличению энергоэффективности существующих серверных помещений может т привести к суммарному снижению потребления серверного помещения в районе 5-10%. Если рассмотреть серверную с суммарным потреблением 400кВт, то экономия электричества в 20-40кВт/ч при нынешней стоимости электричества в течение года может составить составит 600 000-1 200 000 рублей.

Сегодня проектировать энергоэффективные серверные помещения, используя современные энергосберегающие системы проще и выгоднее, чем это было, скажем, 5 лет назад. Исследования, проведенные экспертами компании Uptime Institute, показывают, что энергопотребление центров обработки данных может быть снижено на 50%, если в процессе проектирования использованы верные решения. По данным аналитического департамента компании АРС, резервы экономии электроэнергии кроются в следующих направлениях: до 40% — при использовании методов виртуализации серверных мощностей, до 15% — при выборе эффективной архитектуры кондиционирования помещения, до 12% — при правильной планировке фальшпола, до 10% — при выборе эффективного оборудования электропитания.

Расчет потребляемой мощности

Задача — посчитать суммарную мощность потребляемую сервером:

Сервер HP Dl 380 с 4 SAS 2.5 дисками, 8Гб памяти, 2х QuadCore Intel Xeon E5320, 2 блока питания.

Расчет:
Диски потребляют в пике 10W, 4*10 = 40W
Материнская плата, тут сложно но думаю не более 150W
Процессор по сецификации = 2*80W
Блоки питания, думаю не более 10-15W на себя тратят = 2*15W

Итого: 380 Ватт примерно.

Сколько могут примерно потреблять 3.5 SATA диск & SCSI диски?
Думаю не более 25 и 35W соответственно, примерно конечно т.к. диски разные бывают, но чем древнее диск, тем больше его потребление.

Что скажете, похоже на правду?

exLH Сотрудник Тринити
Сообщения: 5061 Зарегистрирован: 11 фев 2004, 15:49 Откуда: Москва Контактная информация:
Похожие публикации: