Материалы по тегу: энергоэффективность

23.03.2020 [23:44], Алексей Степин

Теория игр поможет увеличить энергоэффективность ЦОД

Вычислительные ресурсы человечества с каждым годом растут — и с каждым годом их рост становится всё более быстрым. Вместе с ними растёт и абсолютный уровень энергопотребления, хотя относительный остаётся достаточно стабильным. Но расходуется ли эта энергия рационально?

Как считают некоторые исследователи — далеко не всегда. Пользователи часто сражаются друг с другом за вычислительные ресурсы и это приводит к неэффективному их расходу, когда мощности не задействуются для выполнения полезных задач, но энергия при этом расходуется. Помочь может теория игр.

Частное благо — в данном случае, благо сотрудника какой-либо компании — далеко не всегда находится в соответствии с общим, и в крупных масштабах представляет серьёзную угрозу энергетической эффективности. Некоторые изначально запрашивают из общего пула ресурсов больше, нежели им необходимо, другие прибегают к хитрости: занижают запросы, сообщая, что им достаточно небольших мощностей. Однако стоит таким хитрецам получить запрашиваемое, как они буквально выжимают общий ресурс «досуха». Согласно теории игр, это можно расценивать, как частный случай так называемой «трагедии общин».

Статистика роста энергопотребления ЦОД и сетей неумолима

Статистика роста энергопотребления ЦОД и сетей неумолима

Известно, что современные процессоры кратковременно умеют повышать тактовые частоты и выходить за пределы среднего теплопакета. Обычно это ничем не грозит, поскольку временной интервал такой активности невелик. Однако сражающиеся за ресурсы в пределах одного ЦОД пользователи могут спровоцировать следующую ситуацию: большинство процессоров в серверах включает турборежим и энергопотребление резко подскакивает.

В итоге, как правило, срабатывает защита от перегрузок и подключаются источники резервного питания; кроме того, в период «отдыха» и зарядки батарей ИБП включение турборежима становится невозможным для всех процессоров в ЦОД. Страдают все: изнашиваются системы ИБП, пользователи не могут пользоваться ускоренным режимом, а владелец ЦОД вынужден оплачивать возросшие счета за электричество.

Слишком много турбо-пользователей —  и могут возникнуть проблемы с питанием

Слишком много турбо-пользователей —  и могут возникнуть проблемы с питанием. Общая производительность страдает

Подобная стратегия поведения называется спринтерской, и она далека от оптимальной, если вести речь об общей эффективности ЦОД — в том числе и об эффективности энергопотребления. Предсказать поведение каждого пользователя нельзя, но, как оказалось, достаточно достоверно описать их поведение можно с помощью популяционной модели и метода самосогласованного поля.

Решение, предложенное исследователями из Университета Дьюка (Duke University) и Университета Ватерлоо (University of Waterloo), в общих чертах звучит просто: вместо захвата всех ресурсов (включая турборежим) любой ценой, пользователю следует запрашивать такой режим только по достижению некоего порога. Сам порог при этом определяется характером и объемами нагрузки, а также физическими характеристиками ЦОД.

Разумная стратегия поведения сглаживает опасные пики энергопотребления в ЦОД

Разумная стратегия поведения (внизу) сглаживает опасные пики энергопотребления в ЦОД

Такой подход не требует централизованного распределения мощностей «по запросу» и позволяет энергосистемам серверов реагировать на пользовательские системы быстрее. Если большинство пользователей руководствуется «правилом порога», вычислительные ресурсы ЦОД расходуется эффективнее, а вероятность выхода энергопотребления за допустимые пределы существенно снижается.

Как уже было сказано, для определения «порога» требуется профиль ЦОД, который можно получить на основе анализа его загруженности. Подобный мониторинг требует наличия соответствующей инфраструктуры, но сам анализ может происходить и на основе неких априорных данных, которые будут уточняться в процессе эксплуатации. Для этого предлагается использовать машинное обучение с подкреплением (reinforcement learning) или похожие методы.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1006636
06.03.2020 [22:15], Андрей Созинов

ASUS Power Balancer повышает энергоэффективность серверов с Intel Xeon

Энергопотребление является одной из очень важных характеристик серверных систем, так как оно напрямую влияет на стоимость содержания этих систем. Компания ASUS представила технологию Power Balancer, которая позволяет сократить потребление энергии её серверными платформами на процессорах Intel Xeon Cascade Lake-SP. 

«Технология ASUS Power Balancer позволяет серверам ASUS автоматически регулировать загрузку центральных процессоров, основываясь на поступающих в реальном времени данных мониторинга» — говорится в пресс-релизе ASUS.

Следом уточняется, что новая технология позволяет «оптимизировать» тактовую частоты процессора в многопоточных нагрузках, тем самым уменьшая энергопотребление. Проще говоря, экономия энергии будет происходить за счёт уменьшение частоты при каждом удобном случае. Соответственно, и снижение потребления энергии будет наблюдаться отнюдь не всегда. Но справедливости ради отметим, что в некоторых случаях это действительно позволит серверам потреблять меньше энергии.

Инженеры ASUS провели внутреннее тестирование, сравнив работу собственных серверных систем с технологией Power Balancer и без неё. Отмечается, что энергопотребление CPU без данной технологии составило 130 Вт при загрузке на 80 %. А благодаря технологии Power Balancer этот же сервер потреблял на 14 % меньше энергии при сохранении того же уровня производительности.

В целом же ASUS отмечает, что технология Power Balancer позволяет экономить до 31 Вт энергии в рамках одного вычислительного узла, а иногда даже больше. В рамках небольшого сервера это можно быть незначительная экономия, однако в рамках крупных систем и ЦОД технология Power Balancer может позволить сэкономить уже вполне ощутимое количество энергии. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/1005386
17.01.2020 [22:12], Геннадий Детинич

Asetek начнёт продавать «мусорное» тепло от ЦОД городской теплосети Ольборга

Датская компания Asetek, известный производитель СЖО для ПК, серверов и ЦОД, помимо всего прочего занимается и проблемами утилизации «мусорного» тепла при охлаждении ЦОД.

Вскоре Asetek начнёт эксперимент по продаже излишков тепла централизованной теплосети города в Дании, что, как утверждается, станет первым в мире доступным решением подобного рода.

На этой неделе компания Asetek сообщила, что с 3 февраля она начнёт продавать тепло городской теплосети города Ольборга. Теплоноситель будет подаваться с небольшого центра по обработке данных, принадлежащего Asetek. Необычность проекта заключается в том, что компания реализовала его без необходимости использования дорогостоящих тепловых насосов.

Стойка в ЦОД Asetek с жидкостным охлаждением компонентов (Asetek)

Стойка в ЦОД Asetek с жидкостным охлаждением компонентов (Asetek)

Например, похожий проект компании Facebook потребовал 135 млн крон инвестиций (около $20 млн) на закупку тепловых насосов для нагрева воды от ЦОД Facebook в городе Оденсе для нагрева отработанной воды с 25–30 °C до 60 °C, необходимых для подачи в городскую теплосеть. Такой подход сложно назвать доступным. ЦОД Яндекса в городе Мянтсяля (Финляндия) также использует станции донагрева воды перед отдачей во внешнюю сеть. 

Небольшой ЦОД Asetek в Ольборге сразу будет подавать разогретый до примерно 60 °C носитель прямо в теплосеть города. Также для соединения магистрали теплоотвода ЦОД и теплоцентрали города не потребовалось сложных строительно-монтажных работ: только неглубокая траншея и теплоизолированные трубы.

Протстые работы по подключению к городской теплоцентрали (Asetek)

Простые работы по подключению к городской теплоцентрали (Asetek)

По уверениям Asetek, данный проект готов к переносу на более мощные ЦОД. Для Дании это больное место. Эта страна находится на переднем крае борьбы с углеродным следом, но массовое возведение ЦОД на её территории крупнейшими мировыми ИТ-гигантами портит всю картину. К 2030 году прогнозируется, что 17 % электроэнергии в Дании будут потреблять центры по обработке данных. Утилизировать выработанное этими ЦОД тепло стало вызовом для правительства этой страны.

По подсчётам Asetek, разработанная компанией система прямой передачи тепла от ЦОД в городские теплосети позволит на 25 % снизить потребление энергии и будет на 70–80 % использовать выработанное ЦОД тепло. Если кто-то думает, что это лишнее, достаточно сказать, что углеродный след от ЦОД уже превышает углеродный след от авиаперевозок во всём мире. Отдельный привет девочке-экоактивистке, которая не летает самолётами, но использует Facebook и Инстаграм.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1001701
31.12.2019 [22:32], Андрей Галадей

В Linux 5.6 может улучшиться производительность Intel-серверов

Как известно, сейчас идёт разработка ядра Linux 5.6. И, по данным ресурса Phoronix, некоторые серверные платформы Intel могут получить улучшение производительности с выходом новой версии. 

Рафаэль Высоцкий (Rafael Wysocki) из Intel добавил в перечень патчей доработки для драйвера Intel-Idle. Это позволяет лучше использовать ACPI _CST на серверных системах.

По словам разработчика, во мноигх случаях состояния управления питанием процессоров (или C-состояния) отключены в BIOS, за исключением C1E. Эти состояния позволяют оптимизировать энергопотребление процессора в зависимости от нагрузки. При этом в отключённом виде C-состояния не перечислены ACPI _CST. Поэтому если используется intel_idle с таблицей C-состояний для текущей версии процессора, они не будут доступны в и рамках этого режима.

pixabay.com

pixabay.com

Отмечается, что патчи позволяют улучшить показатели производительности на уровне 12,6 % в бенчмарке FS-Mark, для которого важна и производительность CPU. Правда, пока неизвестно, как они влияют на другие показатели энергоэффективности и рабочие нагрузки системы. Изменения коснутся всех последний поколений CPU Intel, вплоть до Nehalem. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/1000743
17.11.2019 [19:22], Алексей Степин

Рост плотности вычислительных мощностей в ЦОД будет продолжаться

Исследовательская компания 451 Research опубликовала отчёт, в котором говорится, что плотность «упаковки» вычислительных мощностей в ЦОД активно растёт, и эта тенденция будет продолжаться.

До недавних пор показатель потребления энергии составлял в среднем 5 киловатт на стойку, однако, в последний год наблюдался активный рост, а 45% из 750 опрошенных компаний ожидают дальнейшего повышения этого показателя до 11 и более киловатт в течение следующего, 2020 года. 

В прошлом году лишь 18% опрошенных сообщили о мощностях свыше 10 киловатт на стойку, так что это очень серьёзный рост. Что вызывает такой рост плотности и потребляемых мощностей? Серьезная доля приходится на набирающие популярность приложения машинного интеллекта. Именно в этой сфере используются максимально сложные процессоры, упакованные в максимально компактный формат ‒ по нескольку огромных и имеющих солидное энергопотребление чипов в каждом серверном корпусе.

И это не только чипы-монстры, разработанные NVIDIA или AMD ‒ можно вспомнить анонс тензорного процессора Groq TSP с производительностью 1 Петаопс (PetaOPS, 1015 операций в секунду) или новые ИИ-ускорители Graphcore C2 с 1216 ядрами и огромным кристаллом.

Всё это создаёт ряд проблем, включая растущие требования к охлаждению серверных комнат, наполненных подобным оборудованием. Владельцы ЦОД активно ищут новые способы отвода огромного количества тепла и всё охотнее внедряют системы жидкостного охлаждения.

Пример стойки с ИИ-ускорителями Google, использующей жидкостное охлаждение

Пример стойки с ИИ-ускорителями Google, использующей жидкостное охлаждение

По мнению 451 Research, 2020 год должен стать годом активного внедрения такого охлаждения в крупных центрах обработки данных. Катализатором может послужить решение Google о переводе последнего поколения серверного аппаратного обеспечения компании на СЖО. Впрочем, некоторые гиганты, например, Microsoft, хотя и экспериментируют с жидкостными системами, но пока откладывают окончательное решение, а иные, как Facebook, считают, что у воздушного охлаждения ещё есть задел на будущее.

Постоянный URL: http://servernews.ru/997865
25.06.2018 [15:00], Сергей Карасёв

Японские суперкомпьютеры показывают наилучшую энергоэффективность

Опубликован очередной рейтинг Green500 — список мощнейших вычислительных систем мира с самым высоким показателем энергетической эффективности.

В «зелёном» рейтинге лидируют исключительно японские системы. Так, «золото» досталось комплексу Shoubu system B, энергетическая эффективность которого составляет 18,4 гигафлопса (миллиарда операций с плавающей запятой в секунду) на ватт. «Серебро» завоевал суперкомпьютер Suiren2 с результатом 16,8 гигафлопса на ватт. Ну а «бронзу» получила система Sakura с показателем 16,7 гигафлопса на ватт.

Производительность названных комплексов достигает соответственно 857,6, 798,0 и 824,7 терафлопса (триллиона операций с плавающей запятой в секунду). В общем рейтинге суперкомпьютеров Top500 это соответствует 359-му, 419-му и 385-му местам.

Лидер рейтинга Top500 — американская система Summit — в списке Green500 занимает пятое место. Энергетическая эффективность этой системы равна 13,9 гигафлопса на ватт, а общее быстродействие составляет 122 петафлопса (квадриллиона операций с плавающей запятой в секунду).

Самым энергоэффективным российским суперкомпьютером, попавшим в рейтинг Green500, стал «Ломоносов». Этот комплекс демонстрирует результат в 0,3 гигафлопса на ватт, что соответствует 249-й позиции. Производительность равна 902 терафлопсам.

Полностью рейтинг Green500 представлен здесь

Постоянный URL: http://servernews.ru/971705
14.11.2017 [14:38], Сергей Карасёв

Рейтинг «зелёных» суперкомпьютеров возглавили три новые системы из Японии

Представлена ноябрьская редакция рейтинга Green500 — списка мощнейших вычислительных систем мира, обеспечивающих наиболее высокую энергетическую эффективность.

Сообщается, что места с первого по третье занимают новые японские системы — Shoubu system B, Suiren2 и Sakura. Энергетическая эффективность этих комплексов составляет соответственно 17,0, 16,8 и 16,7 гигафлопса (миллиарда операций с плавающей запятой в секунду) на ватт. Что касается производительности, то она достигает 842,0, 788,2 и 824,7 терафлопса (триллиона операций с плавающей запятой в секунду).

Любопытно, что лидер списка Green500 — упомянутая система Shoubu system B — в общем рейтинге суперкомпьютеров Top500 занимает лишь 259 место. В свою очередь комплекс Sunway TaihuLight, стоящий на вершине Top500, в списке Green500 оказался на 20 позиции с эффективностью около 6,1 гигафлопса на ватт.

Самым энергоэффективным российским суперкомпьютером назван «Политехник РСК Торнадо» (Polytechnic RSC Tornado), показавший результат примерно 2,1 гигафлопса на ватт. Производительность данной системы составляет 658,1 терафлопса.

Более подробно с рейтингом «зелёных» суперкомпьютеров можно ознакомиться здесь

Постоянный URL: http://servernews.ru/961480
21.06.2017 [15:50], Сергей Карасёв

В рейтинге «зелёных» суперкомпьютеров лидируют системы с ускорителями NVIDIA Tesla

Опубликован свежий рейтинг Green500 — список мощнейших вычислительных систем мира, составленный с точки зрения энергетической эффективности.

На вершине Green500 располагается суперкомпьютер TSUBAME3.0, принадлежащий Токийскому технологическому институту (Япония). Этот комплекс обладает производительностью около 2 петафлопсов. Энергетическая эффективность при этом составляет 14,11 гигафлопса на ватт. В общем рейтинге Top500 эта система находится на 61 позиции.

С другой стороны, самый мощный в мире суперкомпьютер Sunway TaihuLight — лидер списка Top500 — в рейтинге Green500 располагается на 17 строке. Этот комплекс обладает быстродействием в 93 петафлопса, в то время как энергетическая эффективность равна 6,05 гигафлопса на ватт.

Из других участников рейтинга стоит выделить обновлённую швейцарскую систему Piz Daint. Этот суперкомпьютер с быстродействием 19,59 петафлопса и энергетической эффективностью 10,39 гигафлопса на ватт находится на третьем месте в рейтинге Top500 и на шестой позиции в списке Green500.

Любопытно, что все лидеры «зелёного» рейтинга Green500 оборудованы ускорителями NVIDIA Tesla. При этом в их составе используются процессоры Intel Xeon.

Самый мощный российский суперкомпьютер «Ломоносов-2» с производительностью 2,10 петафлопса обладает энергетической эффективностью 1,95 гигафлопса на ватт. Это 135 строка в списке Green500. В рейтинге Top500 система находится на 59 позиции. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/954305
07.12.2016 [14:50], Андрей Крупин

Видео: как работает дата-центр «Яндекса» в Финляндии

Компания «Яндекс» разместила на своей странице видеохостинга YouTube ролик, рассказывающий об особенностях работы самого энергоэффективного центра обработки данных (ЦОД) российского интернет-гиганта, расположенного в городе Мянтсяля в шестидесяти километрах от Хельсинки (Финляндия).

Финский центр обработки данных «Яндекса» является одиннадцатым по счёту ЦОД компании и первым, созданным в соответствие с концепцией GreenField, предполагающей проектирование и строительство здания под дата-центр «с нуля». Площадь вычислительного комплекса составляет 3400 кв. м, его проектная мощность достигает 40 МВт. Объект подключён к двум независимым магистральным источникам электроэнергии по 110 киловольт каждый. Для резервирования энерговводов предусмотрено резервное питание от семи установок DRUPS, за счёт кинетической энергии вращающихся барабанов обеспечивающих автономную работу систем дата-центра на момент запуска дизель-генераторных источников бесперебойного питания.

Особенностью дата-центра «Яндекса» в Финляндии является система охлаждения, функционирующая по принципу Free Cooling (для охлаждения оборудования применяется наружный воздух) и позволяющая использовать тепло от серверов в полезных целях — для отопления жилых домов Мянтсяля. Серверы финского ЦОД «Яндекса» охлаждаются уличным воздухом, который впоследствии нагнетается в теплообменники, а те, в свою очередь, нагревают воду до 30-45 градусов. После этого станция донагрева увеличивает температуру воды до 55-60 градусов, которая затем поступает в городскую сеть. Такое сотрудничество с городом позволяет «Яндексу» экономить до трети расходов на электроэнергию, потребляемую дата-центром.

«Яндекс» намерен и впредь совершенствовать систему охлаждения серверов уличным воздухом. Задействованные в финском ЦОД энергоэффективные технологии и инновационные решения компания планирует использовать в строящемся во Владимире центре обработки данных. Запуск нового дата-центра ожидается в первом квартале 2017 года. 

Материалы по теме:

Источник:

Постоянный URL: http://servernews.ru/944008
15.11.2016 [19:07], Константин Ходаковский

NVIDIA создаёт новые GPU с помощью своего суперкомпьютера на архитектуре Pascal

Представленный в апреле суперкомпьютер NVIDIA DGX SATURNV занял 28-е место по быстродействию в обновлённом мировом рейтинге Top500 и 1-е место — по энергоэффективности, которая оценивается в 9,46 гигафлопс на ватт. По этому показателю детище NVIDIA на 27 % обходит ближайшего конкурента из Швейцарии в лице Piz Daint. А если сравнивать с аналогичным по производительности суперкомпьютером Intel Camphore 2 на базе процессоров Xeon Phi Knights Landing, вычислительный центр SATURNV потребляет в 2,3 раза меньше энергии.

Именно графические ускорители дали резкий толчок развитию суперкомпьютерных мощностей и технологий искусственного интеллекта. Машинное самообучение открывает новые горизонты в самых разных сферах науки, медицины, финансов, проектирования и даже искусства.

Кластер общей производительностью 3,3 петафлопс включает 124 системы DGX-1, каждая из которых объединяет 8 графических процессоров Tesla P100 на архитектуре Pascal. По оценкам NVIDIA, один модуль DGX-1 способен заменить 250 серверов с процессорами x86. Неудивительно, что компания сама использует преимущества искусственного интеллекта в исследованиях и разработках.

В частности, ИИ-технологии суперкомпьютера SATURNV задействованы в разработке программного обеспечения платформы автономного вождения NVIDIA DRIVE PX 2, которая, например, станет основой автоматического управления электромобилей Tesla Motors. Более того, нейросети помогают инженерам компании проектировать дизайн новых сложноинтегрированных GPU и SoC.

Среди наиболее значимых сторонних применений серверов DGX-1 NVIDIA называет корпорацию SAP, предоставляющую инструменты бизнес-планирования 320 тысячам своих клиентов; разработчика искусственного интеллекта OpenAI; Стэндфордский и Нью-Йоркский университеты; стартап в области медицины BenevolentAI.

Постоянный URL: http://servernews.ru/942758
Система Orphus