Servery: Jak zlepšit výkon a efektivitu?

Jan Bufka | 22.12.2011 | Hardware, Podniková infrastruktura | Žádné komentáře

Existuje řada technologií, jejichž nasazením v serverech lze docílit výrazně lepšího poměru ceny a výkonu. Jde zejména o odstranění úzkých hrdel, které zbytečně snižují efektivitu a při výběru nových serverů či upgradu těch stávajících se vyplatí zaměřit se na jejich eliminaci.

I/O Zvýšení výkonu serverů
Zvýšení výkonu vstupně/výstupních operací u serverů lze docílit hned  několika způsoby. Zaměřme se nejprve na fyzická média. Asi nejznámější jsou standardní pevné disky o různých kapacitách a s otáčkami od 7 200 do 15 000. Platí zde nepřímá úměra, čím vyšší počet otáček, tím kratší je přístupová doba. Dalším ovlivňujícím faktorem je rozhraní disku. Levnější disky se zpravidla připojují přes rozhraní SATA, které od roku 2009 postupně nahradilo zastaralé PATA. Data se přenášejí po sériové sběrnici na vysoké frekvenci (až 6000 MHz). Třetí a zatím poslední generace SATA rozhraní dosahuje datové propustnosti 600 MB/s.

Původní rozhraní SCSI, určené pro serverovou platformu, bylo nahrazeno rozhraním SAS (Serial Attached SCSI).Toto rozhraní již nevyužívá „sběrnicovou“ topologii, ale každý disk je připojen samostatným kabelem, což zvyšuje jeho spolehlivost, jelikož elektrická závada jednoho zařízení neohrozí komunikaci se všemi ostatními. SAS druhé generace dosahuje rychlosti přenosu dat 6 Gb/s. Společnost LSI však před nedávnem představila speciální kartu do PCI Express 2.0 x8 slotu, která nabízí rozhraní SAS s propustností 12 Gb/s, tedy teoreticky až 1,5 GB/s. Disky pro SAS rozhraní dosahují kratších přístupových dob a vykazují také vyšší spolehlivost.

Poměrně novou technologií jsou tzv. SSD (Solid State Drive). Tyto disky neobsahují pohyblivé mechanické součástky a pro ukládání dat je zpravidla použita nevolatilní flash paměť. SSD disky mají mnohem kratší přístupové doby a nižší spotřebu. Nutno však podotknout, že současná SAS/SATA rozhraní jsou úzkým hrdlem těchto disků. Naději pro tuto technologii přináší budoucí revize sběrnice PCI Express 3.0 s teoretickou propustností 4 GB/s. Kombinace těchto dvou technologií by mohla znamenat revoluci v oblasti pevných disků.

Závěrečná rada zní, dobře si promyslete účel použití jednotlivých typů disků. Rotační pevné disky vynikají svým výkonem při kontinuálním čtení/zápisu dat. Naopak pro náhodné operace jsou mnohem vhodnější disky SSD.

Energetická efektivita při provozu serverů
„Není to otázka předvídání budoucnosti, je to otázka přípravy na ni“. Tento slogan naráží na stále rostoucí ceny elektrické energie, která je pro provoz serverů a datových center životně důležitá. Připomeňme také fakt, že náklady na napájení serveru se rovnají nákladům na jeho chlazení, a že pořizovací náklady tvoří zhruba ¼ celkových provozních nákladů, resp. nákladů na vlastnictví (TCO). Jak tedy změnit tyto poučky v mýty?

Prvním velkým průlomem v této oblasti je virtualizace serverů. Virtualizace serverů se začala výrazně prosazovat od roku 2008 a nyní je jedním z top 10 trendů v IT. Při běhu samostatného operačního systému je server vytěžován v průměru na 15-20 % svého nominálního výkonu. Díky virtualizaci lze dosáhnout průměrné výtěžnosti v rozmezí 70-80 %.

Dalším faktorem, který významně ovlivňuje spotřebu, je zdroj napájení. Jeho efektivita se odráží nejen na spotřebě, ale také na množství vyzářeného tepla (BTU). Proto by měl každý serverový zdroj splňovat certifikaci „80 Plus“. V oblasti datových úložišť se nabízí alternativa k rotačním pevným diskům v podobě SSD. Tyto disky nemají žádné pohyblivé součásti a jejich energetická náročnost je řádově nižší.

Významnou roli hrají také moduly operační paměti RAM. Současná série DDR3 je opět velkým posunem oproti předchozí DDR2. Při správné konfiguraci pamětí (sizing) lze dosáhnout spotřeby 0,54 W na gigabajt.

Asi nejvýznamněji ovlivňují celkovou spotřebu a produkci tepla procesory. Jejich výrobci nezůstávají rozhodně pozadu. Například nová série procesorů Intel Sandy Bridge reaguje na tento trend výrazným snížením TDP (Thermal Design Power) při navýšení počtu jader a výkonu. Nejúspornější řada Intel Atom si postupně nachází své místo v serverech s nižšími nároky na výkon. Sečteno a podtrženo lze správnou konfigurací dosáhnout vysoce energeticky efektivního řešení a jedním novým serverem nahradit hned několik starších.

Vysoká dostupnost
Spolu s rozvojem mobilních zařízení a přesouváním podnikových aplikací do cloudů je stále stupňován tlak na vysokou dostupnost. Existuje celá řada různých komerčních řešení, která stojí nemalé peníze a jejich správa vyžaduje značnou odbornost. Co ale můžeme pro vysokou dostupnost již při samotném návrhu serveru?

Základem takového serveru by měly být redundantní hot-swap zdroje napájení. Pevné disky v adekvátním RAID poli tak, aby aplikaci dodávaly potřebný výkon i ochranu proti výpadku disku. Toto pole by mělo být řízeno kvalitním a spolehlivým řadičem s bateriovým modulem, který dokáže ochránit nezapsaná data při výpadku el.  energie. Je též vhodné osadit server záložní síťovou kartou. Asi není nutné zdůrazňovat, že každý server by měl být připojen na záložní zdroj napájení, který jej dokáže v případě dlouhodobějšího výpadku elektřiny korektně vypnout.

Uvedená témata byla diskutována na „Roadshow Praha 2011“, kterou pořádala společnost Thomas-Krenn.AG, německý výrobce serverů. Thomas-Krenn.AG je na českém trhu zastoupen firmou Shiftcom.

Autor pracuje jako ICT Konzultant ve společnosti Shiftcom pro oblast serverů a bezpečnosti IT.

Zanechte komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *


šest − šest =

Můžete používat následující HTML značky a atributy: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Copyright © ICT manažer | ISSN 1805-5486 | SEO optimalizace a přizpůsobení SEO-care.cz