Energie-Effizienz auf dem Chip

Was können die neuen Xeon-Prozessoren (besser)?

| Autor / Redakteur: Ariane Rüdiger / Ulrike Ostler

DDR-4-Unterstützung sorgt für mehr Effizienz beim Speichern

Energetische Sparpotentiale erschließt Intel bei den v.3-Prozessoren nicht nur durch schlichte Leistungssteigerung. So werden jetzt DDR4-Speicherbänke unterstützt. Ihre Niederspannungsvariante (Low Voltage Register DIMMs, LVR-DIMMs) verbraucht trotz gestiegener Taktrate gegenüber dem Vorläufer DDR 3 rund ein Drittel weniger Energie beim Speichern, ist wahrscheinlich meist aber nur als teurere Option erhältlich. So bleibt es den Anwendern überlassen, ob sie sich dieses Sparpotential tatsächlich erschließen.

Bild 3: Die DDR4-Speicherbänke verbrauchen nahezu ein Drittel weniger Energie als DDR3-Vorgänger.
Bild 3: Die DDR4-Speicherbänke verbrauchen nahezu ein Drittel weniger Energie als DDR3-Vorgänger. (Bild: Ostler)

Neue Sparmöglichkeiten gibt es auch deshalb, weil der so genannte P-State, also die Taktrate, nun vom Power Controller des Prozessors für jeden einzelnen Kern separat reguliert wird.

Bisher wurde ein Durchschnitt über alle von einem Controller gesteuerten Kerne gebildet. Eine Absenkung der Taktrate, beispielsweise bei geringer Auslastung oder unwichtigen Aufgaben, übersetzt sich sofort in geringeren Stromverbrauch. Dafür musste selbstredend beispielsweise die Architektur der Verbindungen des Controllers zu den Kernen verändert werden – wie genau, das betrachtet Intel als sein Tafelsilber und gibt es daher nicht preis.

Optimiertes Management des Server-Systems

Schließlich wurde auch die Verwaltbarkeit des gesamten Server-Systems noch einmal verbessert. Vor allem geht es um genaueres Messen und Tunen. So lassen sich mit dem „Node Manager“ Schwellenwerte für den Stromverbrauch jeder Serverbox festlegen. Zusammen mit dem Power Controller wird dann die Rechenleistung jedes einzelnen Kerns im Zusammenspiel der Gesamtlösung optimiert.

Bild: 4: Auch die jüngsten HP-Server-Modelle kommen mit ganz kleinen Lüftern aus.
Bild: 4: Auch die jüngsten HP-Server-Modelle kommen mit ganz kleinen Lüftern aus. (Bild: Ostler)

Außerdem können Anwender nun mehr Parameter messen. Ermitteln lässt sich jetzt etwa der Wert der Auslasstemperatur – selbst dann, wenn am Luftausgang physikalisch gar kein Sensor vorhanden ist. In diesem Fall wird der Wert aus Einlasstemperatur, Prozessortemperatur und der Temperatur des Restsystems algorithmisch kalkuliert.

Der Algorithmus lässt sich dabei mit bestimmten Parametern vom den Prozessor einbauenden OEM kalibrieren und eröffnet diesem damit gewisse Optimierungsspielräume. Auch der Volumenstrom wird kalkuliert, nämlich aus der Geschwindigkeit der Lüfter. Weiter ermittelt die Intel-Software in der aktuellen Version Auslastungsmetriken für Speicher, Zentraleinheit und Ein-/Ausgabesystem – bisher war das meist Sache des Betriebssystems.

Einige Prozent Effizienzsteigerung sind Sache des OEM

Besonders für Cloud-Lösungen ist wichtig, dass sich nun auch beobachten lässt, welche virtuellen Maschinen in einem virtualisierten Cloud-Server den Last Level Cache (LLC) besonders stark beanspruchen. „Bei entsprechenden Messergebnissen kann man die kritischen Systeme etwas weiter voneinander entfernt implementieren und jeden einzelnen physikalischen Server dadurch besser auslasten“, erkläutert Leberecht. Insgesamt, so der Manager, eröffne die neue Prozessorserie samt Managementsoftware weitaus mehr Steuerungs- und Optimierungsmöglichkeiten für das Gesamtsystem des Rechenzentrum oder der Cloud.

Bild 5: Ein Blade von HP mit den neuen Xeon-Prozessoren E5-2600 v3 oder 1600 v3
Bild 5: Ein Blade von HP mit den neuen Xeon-Prozessoren E5-2600 v3 oder 1600 v3 (Bild: Ostler)

Zwar bringe, so Leberecht, der Prozessor einen gewichtigen, wahrscheinlich den größeren Teil der energetischen Optimierung darauf fußender Server-Systeme bereits mit, doch „haben die OEMs durchaus Spielräume, hier noch mehr zu tun“, ist der Manager überzeugt.

Stellschrauben seien beispielsweise die verwendeten Massenspeicher oder die Baugrößen. So sind bei einem System mit nur einer Höheneinheit die Ventilatoren klein, bei einem 4U-System naturgemäß groß. Das ergibt unterschiedliche aerodynamische Effekte und damit eine veränderte Gesamteffizienz der Lösung.

Man darf also durchaus gespannt sein, mit welchen Effizienzsteigerungswerten die unterschiedlichen Server-Modelle, die inzwischen Schritt für Schritt vorgestellt werden, prunken. Und vor allem darauf, welche Tricks die Hersteller jeweils verwendet haben, um im Gesamtsystem das Beste aus dem Haswell herauszuholen.

* Ariane Rüdiger ist freie Autorin aus München.

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