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À medida que os centros de dados visam aumentar a eficiência energética, especialmente em meio às exigências das cargas de trabalho da IA, muitos estão a adoptar o arrefecimento líquido para melhorar o desempenho e controlar o consumo de energia.A refrigeração por líquido gerencia eficazmente o calor produzido por servidores de alto desempenho, permitindo-lhes funcionar à sua capacidade máxima sem os elevados custos energéticos associados ao arrefecimento por ar tradicional.proporcionando uma excelente eficiência de terabyte para watt.
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Embora a IA esteja levando muitos operadores de data centers a considerar o resfriamento líquido, seus benefícios vão muito além disso.O CoolIT® refrigeração direta por líquido (DLC) reduz o uso de energia do servidor reduzindo as velocidades do ventiladorEsse teste focou apenas no desempenho da CPU; desta vez, adotamos uma abordagem mais focada no armazenamento para entender como os SSDs influenciam o consumo de energia do servidor.
Dell PowerEdge Solidigm e CDU
Quais são os estados de potência ativa NVMe?
Os estados de energia NVMe são modos pré-configurados que um dispositivo NVMe pode mudar para regular o uso e o desempenho de energia.Cada um definido pelo consumo máximo de energia, latência de entrada (ENLAT), latência de saída (EXLAT) e métricas de desempenho relativas. Estes estados são divididos em categorias operacionais e não operacionais.deixar o dispositivo lidar com as operações de E/SOs estados não operacionais, ou F-States, são utilizados quando o dispositivo está inactivo e não processa tarefas de E/S.
A gestão destes estados de potência é vital para otimizar a eficiência energética dos dispositivos NVMe,Em especial em ambientes onde o consumo de energia é uma preocupação fundamental, como dispositivos periféricos e aplicações especializadas, como os SSDs da Estação Espacial Internacional (ISS).Por exemplo, a especificação NVMe inclui recursos como Transição de Estado de Potência Autônoma (APST),que permite ao dispositivo alternar automaticamente entre os estados de potência com base nas condições de utilização e térmicas actuais. Isso ajuda a equilibrar o desempenho e o consumo de energia, garantindo uma operação confiável em configurações remotas ou restritas.Economia de energia adicional quando não estiver em uso.
Os estados de potência NVMe são especialmente valiosos quando a eficiência energética e a gestão térmica são prioridades.A capacidade de mudar rapidamente para estados de potência mais baixos durante períodos de inatividade pode reduzir consideravelmente o consumo de energia, essencial para dispositivos que operam em ambientes remotos ou adversos com potência limitada.Isto é possível através de recursos como o PCIe Active State Power Management (ASPM) e estados de baixa potência como L1.1 e L1.2A gestão da potência e da potência térmica na ISS é essencial devido ao seu ambiente limitado e controlado.Os estados de potência NVMe podem ajudar a reduzir o uso de energia do SSD para gerenciar a potência térmica de projeto (TDP) e otimizar o orçamento geral de energia, garantindo que os SSDs funcionem de forma eficiente sem superaquecimento.
Nesses ambientes especializados, os estados de energia NVMe oferecem uma maneira flexível e eficiente de gerenciar o consumo de energia do dispositivo NVMe.Os dispositivos podem equilibrar desempenho e eficiência energética, tornando-os adequados para uma série de aplicações, desde a computação de ponta até às missões espaciais. The ability to dynamically adjust power states based on real-time conditions ensures NVMe devices can meet the varying demands of different environments while optimizing for energy efficiency and thermal management.
Além dos estados de potência NVMe, a temperatura composta e a temperatura de toque são fundamentais para gerenciar o desempenho térmico dos SSDs NVMe em modelos empresariais modernos.Temperatura de toque refere-se à temperatura da caixa externa do SSDA Solidigm foi pioneira na adoção de novos padrões de temperatura de toque mais elevados.Este limite mais elevado permite que os SSDs sejam resfriados com menos fluxo de ar ou operem em temperaturas ambientais mais elevadasEsta flexibilidade permite aos data centers refinarem as estratégias de arrefecimento, melhorar a gestão térmica global, reduzir os custos de arrefecimento e prolongar a fiabilidade e a vida útil dos SSD.
Gerenciamento de estados de potência ativa NVMe
Em um ambiente de teste Linux executando o Ubuntu 22.04, usamos o conjunto de ferramentas NVMe para pesquisar a unidade e visualizar ou modificar os estados de potência D5-P5336s. Como mostrado abaixo, a unidade suporta estados 0, 1,e 2 ∆, sendo o estado 0 o menos restritivo e o estado 2 o mais restritivo.
Para o Solidigm 61.44 TB D5-P5336, PS0 é de 25W, PS1 é de 15W, e PS2 é de 10W. A unidade está parada em aproximadamente 5,5W, de modo que os modos de energia se tornam mais restritivos,O SSD tem menos energia disponível para operações de leitura e gravação NANDAs operações de gravação são as mais afetadas, uma vez que a gravação na NAND consome mais energia do que a leitura dela.
O comando para verificar o estado de energia atual do nosso SSD Solidigm D5-P5336 é mostrado abaixo. Um valor atual de 00000000 indica que a unidade está no modo PS0, o máximo de 25W.
Um comando semelhante é usado para alterar o estado de energia, com o número final representando o modo de energia desejado.Para utilizar os modos de alimentação 1 ou 2, ajustar a figura value= para corresponder ao modo correto.
Impacto dos Estados de potência no desempenho
Para medir como os estados de energia afetam o uso de energia e o desempenho do SSD Solidigm D5-P5336 61.44TB, equipamos um Dell PowerEdge R760 com 24 SSDs.poderíamos facilmente executar uma carga de trabalho consistente em todos os SSDs e ajustar o modo de energia em tempo real.
Dell PowerEdge Solidigm P5336
Usamos o monitoramento de energia da Dell no sistema de gestão iDRAC9 do servidor para rastrear a energia a nível do sistema.
Dell PowerEdge iDRAC Power
Concentrámo-nos em cargas de trabalho sequenciais de leitura e gravação, usando um tamanho de bloco de 128K por unidade, e depois medimos o desempenho agregado em todos os 24 SSDs.Vale a pena notar que esta configuração específica do Dell PowerEdge R760 com 24 baías NVMe usa um switch PCIe em vez de baías NVMe ligadas diretamenteComo resultado, a largura de banda total medida satura as linhas de comutação PCIe disponíveis antes de chegar às unidades.Isso afeta o desempenho total de leitura que registramos em comparação com a folha de especificações Solidigm P5536, mas as velocidades de gravação agregadas permaneceram abaixo desse limite.
| Total de watts | Velocidade de escrita | Leitura GB/s | Capacidade de produção Sobre a Base |
Watts/Drive (com despesas gerais do sistema) |
|
|---|---|---|---|---|---|
| Não conduz em marcha lenta | 462 | - Não. | - Não. | - Não. | - Não. |
| Dispositivos inactivos instalados | 594 | - Não. | - Não. | 132 | 5.5 |
| 24x Leitura Sequencial PS0 | 858 | - Não. | 109 GB/s | 396 | 16.5 |
| 24x Sequencial de Leitura PS1 | 858 | - Não. | 105 GB/s | 396 | 16.5 |
| 24x Sequencial de Leitura PS2 | 759 | - Não. | 79.8GB/s | 297 | 12.375 |
| 24x Sequencial Escrever PS0 | 1089 | 82.5 GB/s | - Não. | 627 | 26.125 |
| 24x Sequencial Escrever PS1 | 825 | 34.4 GB/s | - Não. | 363 | 15.125 |
| 24x Sequential Write PS2 | 726 | 17.3 GB/s | - Não. | 264 | 11 |
Olhando para trás em nosso artigo sobre as vantagens de converter uma plataforma refrigerada a ar para refrigeração direta a líquido, observamos uma ligeira melhoria no desempenho da CPU, juntamente com uma economia de energia de 200 watts.A energia é um recurso valioso na nova geração de servidores focados em IA, que frequentemente alocam todos os recursos disponíveis para GPUs e CPUs high-end.mudar para DLC liberta energia que permite ao servidor acomodar mais SSDs para a mesma pegada de energia de um servidor resfriado a ar.
Solidigm CDU refrigerado a líquido
Uma economia de energia de 200 watts pode aumentar significativamente a densidade de armazenamento:Esta economia permite-lhe dobrar a capacidade de armazenamento de 12 a 24 SSDs em um servidor refrigerado a líquido em comparação com um refrigerado a arCom o Solidigm D5-P5336, este servidor de 24 baías aumenta a capacidade de armazenamento de 737 TB para 1.474 TB graças ao loop líquido.Estes valores aplicam-se aos modos de potência de base, então se você está disposto a reduzir o desempenho de gravação de ponta, você poderia facilmente equipar o servidor com 24 SSDs mesmo para tarefas de gravação pesada.
Conclusão
Os nossos testes dos SSDs Solidigm D5-P5336 mostram que a gestão dos estados de energia NVMe pode melhorar significativamente a eficiência energética sem afectar drasticamente o desempenho.Os operadores de centros de dados que procuram maximizar a eficiência energética podem usar esses estados de potência para aumentar a densidade de armazenamento ou reduzir os custos operacionais, especialmente em ambientes centrados em IA, onde a energia é escassaOs SSDs de alta densidade da Solidigm são bem adequados para isso, oferecendo uma elevada eficiência terabyte/watt, particularmente quando combinados com tecnologias modernas de refrigeração a líquido.
Os nossos resultados indicam que mesmo pequenos ajustes nos estados de potência podem produzir uma economia de energia substancial, o que é crítico em ambientes com disponibilidade limitada de energia.A otimização do consumo de energia global dos servidores não só aumenta a densidade de armazenamento, mas também suporta operações de data center mais sustentáveis.
Dell PowerEdge Solidigm P5336 único
A gestão de energia torna-se cada vez mais importante à medida que os servidores modernos são levados aos seus limites, especialmente em cargas de trabalho orientadas por IA.A combinação de resfriamento líquido com o gerenciamento eficiente do SSD fornece um caminho para os data centers escalarem o desempenho e a densidade de armazenamento sem exceder os orçamentos de energia.
Podem ver uma demonstração completa dessas tecnologias ao vivo na OCP 2024, onde mostraremos como o resfriamento líquido e os SSDs da Solidigm podem servir como a base da eficiência energética no centro de dados moderno.
Beijing Qianxing Jietong Technology Co., Ltd.
Sandy Yang, Diretora Global de Estratégia
WhatsApp / WeChat: +86 13426366826
E-mail: yangyd@qianxingdata.com
Site: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com
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