Egyre nagyobb az adatközpontok echo lábnyoma. Mi a teendő?
Az adatközpontok egyes becslések szerint 2, más becslések szerint a világ energiafogyaszátsának 3,5 százalékát teszik ki. Úgy számolnak, hogy a szerverek idén megelőzik a légitársaságokat a kibocsátott üvegházhatású gázok tekintetében, 2023-ra pedig 4-5-szörösét fogják termelni. Hacsak nem követik többen a szinte minden nagy adatközpontot üzemeltető dolgozó cég vállalását, a 100%-ban megújuló energiaforrásból működő központokat. Ebben segíthet a DDR5 memóriák és ARM processzorok elterjedése.
A vállalás azonban nem elég: míg például az Apple nagyon korán, 2013-ban átállította tiszta energiára a saját szervereit, a Microsoft 2014-ben, a Google pedig 2017-ben jelentette be a teljes átállást, az Amazon egyre kevesebb kedvvel kergeti ezt a saját maga által kitűzött célt. Van olyan központja, ahol mindössze 12% a megújuló energia aránya, és a probléma tovább mutat rajtuk: az Apple is tőlük bérel szervereket bizonyos esetekben…
A másik megoldás, ami még kevésbé terheli meg a környezetet – hiszen nem kell hozzá napelemeket gyártani tonnaszám -, az a szerverek fogyasztásának csökkentése. A szerverek fogyasztása persze folyamatosan csökken, de fontos – és időnként kockázatos – döntéseket lehet meghozni annak érdekében, hogy jelentős csökkenést érjünk el.
A Rackforestnél eljutottunk arra szintre, hogy a szerverek fogyasztásának 50-80%-át a processzor adja, gyakorlatilag a többi általános komponens (GPU-t nem számolva) fogyasztása elhanyagolható lett a CPU-hoz képest.
- CPU: 60-200 Watt (terhelés- és típusfüggő)
- A RAM-ok és az SSD-k fogyasztása: 1-10 Wattos kategória
- Raid kártya: 10-25 Watt
Megjelenik a listában még a ventilátorok fogyasztása, ez akár 10-30 Watt per ventilátor lehet, 1-2 Unitos szerverek esetén ez jelentős többlet. A Supermicro Microcloud és Twinblade szerverek esetén jelentős fogyasztáscsökkenést értek azzal, hogy a 4 vagy 8 pengéhez tartoznak közös, nagyobb ventilátorok.
Jelentős fogyasztáscsökkentést gyártástechnológiai váltással lehetne elérni. A kisebb csíkszélességre való átállás gyakorlatilag mindig ott lebeg a cégek feje felett, és az Intel nagyon elhanyagolta ezt az elmúlt években. Így lehet, hogy míg az AMD tavaly kijött a saját 7 nanométeres szerverprocesszoraival, addig az Intel a 10 nanométeres Ice Lake-SP Xeonjai csak 2020 harmadik negyedévére várhatóak. És akkor hol van még a 7 nanométer…
Csakhogy az AMD nem kimondottan az alacsony fogyasztásra ment, inkább az elérhető legnagyobb sebességben akarta megverni az Intelt. Így lehet, hogy a legkisebb energiát fogyasztó Rome CPU 120 Wattos TDP-vel rendelkezik, miközben a Rackforestnél ma is inkább 80 Watt az általános, és ez még javulni fog a jövőben.
A fenti felsorolásból azt is látni lehet, hogy a RAM-ok fogyasztása nem sokat nyom a latban, amikor az összes energiát vizsgáljuk. Így aztán, noha a DDR5 kisebb fogyasztás mellett képesek nagyobb teljesítményre (1,85-szörös teljesítmény a DDR4-hez képest), ennek a szerverek fogyasztására tett gyakorlati haszna csekély lesz. A Micron egyébként a CES-en bejelentette, hogy megkezdte a DDR5 DIMM-ek kiszállítását a partnereinek, ami azt is jelenti, hogy ezeknél a partnereknél rendelkezésre állnak a megfelelő platformok ezek fogadására.
Adja magát még megoldásként továbbra is az ARM rendszerek használata, ott, ahol lehetséges. Az ARM alapú szerverfelhasználásnak két nagy (evidens) csoportja van: az egyik, amikor addig fejlesztjük, alakítjuk az ARM-rendszert, hogy végül az x86-os rendszerek teljesítményét érje el. A másik út, hogy megtaláljuk az alacsony fogyasztású, sokmagos rendszerek olyan felhasználását, ahol pont ilyenre van szükség.
Utóbbira lehetnek példák a korábbi posztunkban bemutatott, a CPU-k helyett inkább a GPU-k erejére támaszkodó rendszerek, amik a lebegőpontos számításokra támaszkodó machine learning megoldásoknál így nagyszerűen használhatóak.
De van más terület is, ahová be lehet férni. John Goodacre, a University of Manchester professzora, és az ARM Holdings egykori vezetője úgy látja, megtalálta azt a piaci lehetőséget, ami az ARM szervereket a csúcsra juttatja az eddigi lesajnált szerepükből. Ez a lehetőség pedig épp ott érhető nyomon, hogy az adatközpontok energiaéhsége meredekebben nő, mint az általuk nyújtott teljesítmény. Szükségük van olyan megoldásra, ami átalakítja ezt a trendet, és új pályára helyezi a fogyasztást.
Goodacre a saját cégével, a Bamboo Systemsszel 2017-ben már kiadott egy KMAX-nek nevezett megoldást. Ezek a szerverek négy darab Exynos 7420 chipet tartalmaztak, amik mindegyikében egy négymagos Cortex-A57 és egy négymagos Cortex-A53-at dolgozott (előbbit a számításokra, utóbbit a rendszerfunkciókra tartotta fenn a Samsung megoldása). Ez még 14 nanométeres technológiával készült, és noha nem volt meggyőző teljesítménye, mutatta, mit terveznek Goodcare-ék: egy blade-be két KMAX került, egy 3U-s helyre éppen egy tucat blade fért, 128 maggal, 64 GB memóriával, 2 TB flash háttértárral.
Idén új KMAX szervert terveznek kiadni. A Samsung megoldása helyett egy másik, a polcról is leemelhető SoC-et találtak erre a célra, de meglepő módon a magok számát tekintve szerények maradtak. A mérnök szerint a számítási teljesítmény, a memória sávszélesség és a fogyasztás / hőleadás között van egy olyan optimum, amit valahol a 8 és 16 mag között kell keresni. Olyasmi, mondta, mint az eredeti 16 magos Graviton processzor az Amazon Web Services-től, de nem a 64 magos Graviton 2 irányba fejlesztve. Azt mondja, a piacon már kapható, de nem mondja meg, melyik az.
A Rackforestnél továbbra is kutatjuk, hogyan tudunk mi is kisebb lábnyomot hagyni. A freecooling hűtés mellett folyamatosan csökkentjük a szervereink energiafogyasztását, és így teszünk a későbbiekben is, a CPU-k kiválasztására nagy hangsúlyt helyezve.
RackForest szolgáltatások:
További cikkek:
Nvidia GPU-val egy ARM processzoros szerver is lehet bikaerős?
