Komponenten ab-, Gehirn einschalten!

Was ist, was bedeutet idle?

| Autor / Redakteur: Jürgen Höfling / Ulrike Ostler

„Muskeln aufbauen ist gut, Gehirn einschalten ist besser, um sinnlosen Leerlauf zu vermeiden. Und manchmal ist auch „Stecker ziehen“ eine Option.
„Muskeln aufbauen ist gut, Gehirn einschalten ist besser, um sinnlosen Leerlauf zu vermeiden. Und manchmal ist auch „Stecker ziehen“ eine Option. (Bild: gemeinfrei)

„Idle tasks“, also Leerlauf- oder Pseudo-Prozesse sind in Betriebssystemen etablierte Praxis, um beispielsweise auf Ein-Ausgabe-Prozesse zu warten. In Netzwerken ist „idle listening“ eine Möglichkeit des Mithörens, wann die Gegenseite empfangsbereit ist und der „Idle Repeat Request“ (IRQ) ist in verteilten Systemen ein Protokoll, mit dem gesteuert wird, wann Daten zur Gegenstelle gesendet werden können und wann man warten muss.

„Idle Server“ im Rechenzentrum, die viel Geld kosten und darüber hinaus auch noch die Umwelt belasten, gibt es immer noch zuhauf. Hier einige Ratschläge zur Besserung der Situation.

Leerlauf („Idling“) spielte schon immer eine Art „gewichtige Nebenrolle“ in der IT. Das gilt auch für die Rechenzentrums-Infrastruktur, in der Server und andere Komponenten fortwährend „idle“ sind. Das „entspannte Dahinwerkeln“ ist im Interesse des Ganzen oft sinnvoller, systemschonender und kostengünstiger als das ständige Hinauf- und Herunterfahren von Systemteilen.

Allerdings müssen solche Leerlaufphasen intelligent geplant werden. So darf die Infrastruktur nicht so ausgelegt sein, als müsste jederzeit hundertprozentige Redundanz für den Höchstlastfall vorgehalten werden und als hätten alle Server und anderen Komponenten grundsätzlich für hochkritische Aufgaben zuständig zu sein.

Energiebedarf im Rechenzentrum lässt sich nicht „pi mal Daumen“ ermitteln

Was das Ziehen von Strom im Leerlauf betrifft, so gibt es einen Physik-Aspekt und einen IT-Architektur-Aspekt, wobei der letztere bei der Betrachtung von „Idling“ im Rechenzentrum der einzig Wichtige ist. Der Physik-Aspekt ist letztlich auch nur sehr begrenzt steuerbar. Es gibt nun einmal keinen idealen Trafo, so dass grundsätzlich auch im Leerlauf ein kleiner Strom fließt; Strom, mit dem der magnetische Fluss aufgebaut wird, der durch die angelegte Spannung benötigt wird.

Dieser Strom ist fast reiner Blindstrom und mit keiner Wirkleistung verbunden. Wenn Energie-effiziente Netzteile eingesetzt werden, lässt sich sicher auch an dieser Stellschraube im Rechenzentrum drehen, gegenüber dem zweiten genannten Aspekt ist der energetische Optimierungseffekt aber eher vernachlässigbar.

Wenn Komponenten im Rechenzentrum „idle“ sind

Entscheidend bei der Beurteilung und Reduzierung der kosten- und umweltschädlichen Folgen von unnötigem Leerlauf im Rechenzentrum ist der Aspekt der IT-Infrastruktur. Dieser in jeder Hinsicht teure Leerlauf wird in erster Linie dadurch verursacht, dass die in einem Rechenzentrum benötigten Stromkapazitäten zu großzügig bemessen werden.

Wenn man aus einer gewissen Denkfaulheit heraus annimmt, dass zum einen alle Server im Rechenzentrum betriebskritische Lasten abarbeiten und zum anderen die Strombereitstellung grundsätzlich am Strombedarf bemisst, der bei einer Spitzenauslastung jeder der eingesetzten CPUs anfällt, dann sollte man sich über viel Leerlauf im „Datacenter-Getriebe“ nicht wundern.

Man muss schon genügend Gehirnschmalz aufbringen, um die Aufgabenstellung und den damit einhergehenden Energiebedarf der Rechenzentrumskomponenten genauer (oder besser: sehr genau!) zu beschreiben; und für das Abfangen der Spitzenauslastung der einzelnen Prozessoren sollte ohnehin Batteriespeicherung genutzt werden.

„Stecker ziehen“ ist nur manchmal eine Option

Intelligentes Last-Management ist das A und O bei der Beseitigung einer Armada von sinnlos vor sich „hindaddelnden“ Servern, Switches und Speicherelementen in Rechenzentren. Klar ist auch: Durch Erneuerung der Elemente und Einführung intelligenter Stromschaltleisten lässt sich das „Idling“ beziehungsweise dessen negative Auswirkungen erheblich eindämmen.

Moderne Server senken die Taktfrequenz und Spannung eines Prozessors dann, wenn die darauf laufenden Programme nicht die volle Rechenleistung abrufen. Oder sie versorgen nur diejenigen Prozessorkerne mit Strom, die gerade benötigt werden. Durch solche Maßnahmen ziehen solche Komponenten teilweise weniger als die Hälfte des Stroms, den sie bei Maximallast verbrauchen würden.

Abschalten im Sinn von „Stecker raus“ ist sicher keine Option, um das kosten- und umweltmäßige Problem teurer Leerläufe zu beseitigen, aber neueste Technik ermöglicht ein intelligentes Abschalten in Stufen und auf Raten. Die beste Waffe gegen „idle Zustände im Datacenter“ ist solch ein intelligentes Abschalten und ein gleichzeitiges Einschalten des Gehirns für eine intelligente IT-Infrastruktur.

Eine Schlussbemerkung: laut einer Untersuchung von Oracle haben durchschnittlich rund vier Prozent aller in einem Rechenzentrum installierten Server überhaupt keine konkrete Aufgabe mehr, daddeln aber vor sich hin und ziehen Strom. Hier ist das Rezept klar: Stecker ziehen, damit sie keinen Strom mehr ziehen!! Freilich muss man diese vier Prozent erst einmal ausfindig machen.

*Jürgen Höfling ist freie Journalist und lebt in München.

Jürgen Höfling
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