راه‌حلی ساده برای کاهش مصرف برق که به فکر کسی نرسیده بود

بر کسی پوشیده نیست که مراکز داده از جمله مصرف‌کنندگان بزرگ انرژی هستند و یکی از مسائل کلیدی که مدیران این مراکز همواره به‌دنبال حل آن بوده‌اند، کاهش مصرف انرژی و منابع است. برخی راهکارهای خلاقانه مانند استفاده از آب دریا برای خنک کردن تجهیزات ارائه شده‌اند، اما به نظر می‌رسد یک راه‌حل واضح که جلوی چشمشان بوده نادیده گرفته شده است: فعال‌سازی قابلیت‌های مدیریت مصرف انرژی پردازنده!

با افزایش تقاضا و تلاش شرکت‌های تأمین‌کننده انرژی برای همگام شدن با این رشد، مصرف انرژی مراکز داده به یک دغدغه بزرگ تبدیل شده است. مدیران به‌دنبال راه‌هایی برای کاهش مصرف انرژی و هزینه‌ها هستند و بسیاری از آن‌ها روش‌های نوآورانه‌ای برای خنک کردن تجهیزات و بهینه‌سازی طراحی مراکز داده ارائه کرده‌اند.

کاهش چشمگیر مصرف برق دیتاسنتر با فعال کردن قابلیت های مدیریت مصرف

در گزارش جدیدی از Uptime Institute پیشنهاد شده است که فعال‌سازی ویژگی‌های مدیریت مصرف انرژی (پاور منیجمنت) در سرورها می‌تواند به‌طور چشمگیری مصرف انرژی را کاهش دهد. این گزارش عنوان می‌کند که استفاده از پروفایل‌های مدیریت مصرف انرژی و قابلیت‌های سیستم‌عامل می‌تواند بین ۲۵ تا ۵۰ درصد مصرف انرژی را کاهش دهد، درحالی‌که فعال کردن C-states پردازنده می‌تواند مصرف انرژی در حالت بلااستفادگی را تا نزدیک به ۲۰ درصد کاهش دهد.

این قابلیت‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی موجود در CPUها اغلب به‌دلیل نگرانی از کاهش پایداری و افزایش تأخیر غیرفعال هستند. بااین‌حال، «Uptime» معتقد است که تأثیر آن بر عملکرد، در اکثر استفاده‌ها، ناچیز است و فقط در مواردی مانند تراکنش با سرعت بالا که به تأخیر بسیار کمی نیاز دارند، تأثیر قابل‌توجهی دارد.

در واقع می‌توان گفت پردازنده‌های مدرن اغلب بیش از آنچه که برای ارائه خدمات با کیفیت قابل‌قبول نیاز باشد، سرعت بالایی دارند و احتمالاً کارکرد آن‌ها در حالت سرعت کامل باعث اتلاف انرژی می‌شود. نتایج این تحقیقات نشان می‌دهد نقطه‌ای وجود دارد که با عبور از آن، استفاده بیشتر از انرژی منجر به بهبود ناچیزی در عملکرد می‌شود و آورده زیادی از نظر کارایی ندارد.

برای رفع این مسئله، تولیدکنندگان پردازنده تکنیک‌های مختلفی را به‌منظور مدیریت مصرف انرژی و کارایی ارائه کرده‌اند. مکانیزم‌های مبتنی بر نرم‌افزار می‌توانند مصرف انرژی را ۲۵ تا ۵۰ درصد کاهش دهند اما ممکن است تأخیر را بیشتر کنند. پیاده‌سازی‌های سخت‌افزاری تأثیر کمتری بر تأخیر دارند، اما تنها ۱۰ درصد یا کمتر در صرفه‌جویی انرژی مؤثر هستند. در مقابل، رویکرد ترکیبی نرم‌افزاری-سخت‌افزاری می‌تواند یک راه‌حل میانه با ۱۵ تا ۲۰ درصد صرفه‌جویی در مصرف انرژی باشد.

علیرغم تأثیر متقابل سرعت و مصرف انرژی، Uptime معتقد است که بیشتر مواقع باید مصرف انرژی دغدغه اصلی باشد و فعال کردن قابلیت‌های مدیریت مصرف انرژی پردازنده و سیستم‌عامل در کل یک مرکز داده می‌تواند به صرفه‌جویی‌های قابل‌توجهی در انرژی و هزینه‌ها منجر شود.

شایان ذکر است که تکنیک‌های مدیریت مصرف انرژی ابتدا در برنامه‌های موبایلی که بهره‌وری انرژی در این دستگاه‌ها اهمیت بسیاری دارد، معرفی شدند. این پیش‌زمینه نشان می‌دهد که برای بیشتر بارهای کاری، تأخیر ناشی از مدیریت مصرف انرژی کمتر از حد انتظار است.

با توجه به این عوامل، ممکن است مراکز داده با بکارگیری پردازنده‌ها با سرعت کامل در زمانی که ضرورت ندارد در حال هدر دادن انرژی زیادی باشند. در حمایت از این دیدگاه، Uptime به داده‌های به‌دست‌آمده اشاره می‌کند که نشان می‌دهد سرورها اغلب در حالت‌های با کارایی پایین‌تر، از نظر میزان مصرف انرژی کارآمدتر هستند.