Giải pháp năng lượng cho Microsoft Windows Server 2008 R2 và 11th-Generation Dell PowerEdge Servers

               Hệ điều hành Microsoft Windows Server 2008 R2 đã có một sự cải tiến mạnh mẽ trong việc quản lý năng lượng thông qua quá trình kết hợp 11th-Generation Dell PowerEdge Server với bộ xử lý Intel Xeon dòng 5500 – công nghệ mang tính mũi nhọn hiện nay. Windows Server 2008 R2 và kiến trúc Dell Energy Smart có khả năng bổ sung lẫn nhau, giúp nhà quản trị có khả năng quản lý năng lượng tiêu thụ trong môi trường cụ thể nhờ cơ chế thông báo và điều khiển – dựa trên sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm.

1- Những tính năng quản lý năng lượng

                Mặc dù lượng điện năng tiêu thụ cho bộ xử lý đã giảm rất nhiều so với những năm trước đây nhưng vẫn tốn một lượng nhất định so với toàn hệ thống. Nhà quản trị có thể kiểm soát được lượng điện năng tiêu thụ trên bộ xử lý Intel Xeon dựa vào hai cơ chế chính:

   + P-States: quản lý năng lượng tiêu thụ bằng cách điều tiết tần số và năng lượng của bộ xử lý.

   + C-States: có khả năng chuyển bộ xử lý từ trạng thái C0 (trạng thái hoạt động mạnh nhất) sang trạng thái C6 (trạng thái giảm tối đa năng lượng tiêu thụ có thể)

                Phương thức tiết kiệm năng lượng của bộ xử lý Intel Xeon 5500 và DAPC trong 11th-Generation Dell PowerEdge Server là giảm lượng tiêu thụ của bộ xử lý (C-State).  Ngoài ra, cơ chế dựa trên phần mềm hệ thống (firmware) giúp điều khiển P-State của DAPC có thể bổ xung cho khả năng quản lý năng lượng trên Windows Server 2008 R2.

                Một tính năng khác của Windows Server 2008 R2 là Scheduling Policay giúp giảm thiểu số nhân (core) đang được sử dụng. Tính năng này cho phép nhân không sử dụng chuyển về trạng thái C-State. Cùng với sự ra đời của bộ xử lý đa nhân (Multi-core) hiện nay thì việc quản lý nhân có thể giảm lượng điện năng tiêu thụ trên nhiều hệ thống khác nhau.

Nhân được chuyển về trạng thái C-State (parked) trên Microsoft Windows Server 2008 R2 Resoure Monitor

                Ngoài ra, Windows Server 2008 R2 còn giúp điều khiển trạng thái P-State. Từ đó, nhà quản trị có thể giám sát và quản lý cả hai trạng thái P-State và C-State thông qua Windows Management Instrumentation (WMI) và Group Policy. Chức năng trên sẽ không có tác dụng đối với OS khi sử dụng DAPC vì DAPC quản lý P-State ở Firmware.  Tuy nhiên, nhà quản trị có thể sử dụng WMI chung với DAPC khi quản lý lõi của bộ xử lý.

                Một số tính năng khác giúp tăng cường khả năng quản lý trên Windows Server 2008 R2:

   + Intelligent Timer Tick Distribution (ITTD): kéo dài trạng thái C-State bằng cách không đánh thức bộ xử lý khi không cần thiết.

   + One-to-many power management: giúp nhân viên IT đưa ra ngoài những thay đổi trong quá trình quản lý.

   + Individual setting control: nhà quản trị có thể tự mình quản lý và chỉnh sửa thông số quản lý.

2- So sánh giữa DAPC và OS POWER MANAGEMENT

                Hiện nay, Dell và Microsoft đang tập trung nỗ lực trong việc quản lý nguồn năng lượng một cách hiệu quả. Nhưng một câu hỏi được đặc ra là bằng cách nào nhà quản trị có thể sử dụng DAPC trên OS Power Management và ngược lại?

                Đâu tiên, DAPC và phương pháp quản lý năng lượng trên Windows Server 2008 R2 OS có thể được kết hợp theo nhiều cái khác nhau. Bởi vì DAPC chỉ ảnh hưởng P-State,  nên nhà quản trị có thể kết hợp DAPC với OS truyền thống có hỗ trợ điều khiển C-State. Hơn nữa, tính năng Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) 4.0 Power Metering trên 11th-Generation Dell PowerEdge Server cho phép giám sát thông qua Windows Server 2008 R2 Power Meter Interface (PMI). Tính năng trên kích hoạt OS Events khi năng lượng tiêu thụ đạt đến mức giới hạn do nhà quản trị đặt ra.

                Tuy nhiên, DAPC và OS Power Management cũng có hiệu quả trong những trường hợp cụ thể. DAPC được thiết kế tiết kiệm năng lượng hơn OS Power Management khi mức độ sử dụng của hệ thống vào khoảng 40-90 %. Tính năng WMI trên Windows Server 2008 R2 có thể đưa ra nhiều phương thức quản lý năng lượng, tuy nhiên các nhà quản trị thường sử dụng cấu hình mặc định nên trong nhiều trường hợp DAPC cho thấy hiệu quả hơn OS Power Management.

                Để chứng minh hiệu quả của DAPC và OS Power Management trong nhiều môi trường khác nhau, các kỹ sử Dell đã thực hiện thử nghiệm đánh giá mức độ tiêu thụ điện năng ở hai mô hình PowerEdge Server. Tiêu chí đánh giá là mức độ tiêu thụ năng lượng ở trạng thái Idle đến giới hạn cao nhất của mỗi mô hình. Máy chủ thứ nhất là 11th-Generation PowerEdge R710 với cấu hình 2 Quad-core Intel Xeon X5570 (2.93 Ghz) processor; RAM 8Gb; 250 GB, 7.200 rpm Serial ATA (SATA) hard drive; Dell Serial Attached SCSI (SAS) 6/iR Storage Controller; 570 W Power Supply Unit (PSU); và hệ điều hành Windows Server 2008 R2. Máy chủ thứ hai là 10th-Generation PowerEdge 2950 cấu hình với 2 Quad-core Intel Xeon E5345 (2.33 Ghz) processor; RAM 8GB; 250 GB, 7.200 rpm SATA hard drive; Dell SAS 6/iR Storage Controller; 750 W PSU; và hệ điều hành Windows Server 2003 R2 (SP2).

                Lần kiểm tra đầu tiên: so sánh DAPC và Windows Server 2008 R2 OS Power Management trong máy chủ 11th-Generation PowerEdge R710. Kết quả cho thấy năng suất từ 0-40% thì mức độ tiêu thụ ngang nhau. Nhưng từ 40% trở lên thì mức độ tiêu thụ điện năng của DAPC tăng lên rõ rệt.

Năng lượng tiêu thụ của DAPC và Windows Server 2008 R2 OS Power Management

                Lần kiểm tra thứ hai: so sánh 11th-Generation PowerEdge R710 chạy hệ điều hành Windows Server 2008 R2 với 10th-Generation PowerEdge 2950 chạy hệ điều hành Windows Server 2003 R2 (SP2). Kết quả cho thấy PowerEdge 2950 tiêu thụ năng lượng cao nhất là 251 W, PowerEdge R710 chỉ tiêu thụ có 218 W – ít hơn 13 % so với PowerEdge 2950 trong khi cho phép sử dụng hơn 66% hiệu suất sử dụng.

Mức tiêu thụ năng lượng trên hai máy chủ PowerEdge 2950 và R710

                Qua quá trình kiểm tra cho thấy rằng phần cứng và phần mềm của máy chủ đời mới nhất tiêu thụ điện năng ít trong khi năng suất làm việc tốt hơn. Đối với những doanh nghiệp còn do dự chưa nâng cấp hệ thống thì dựa vào kết quả sẽ cho thấy tiện lợi về lâu dài của hệ thống mới mang lại.

3- Xây dựng doanh nghiệp hiệu quả

                Một trung tâm dữ liệu được xem là hiệu quả dựa vào ba yếu tố: khả năng hoạt động của hardware, firmware và software. Để đạt được lợi ích nhiều nhất thì ba thành phần trên phải hoạt động hòa hợp với nhau. Để có thể đáp ứng được yêu cầu trên thì doanh nghiệp nên sử dụng hệ điều hành Microsoft Windows Server 2008 R2 trên máy chủ 11th-Generation Dell PowerEdge. Hệ thống này cho phép giám sát và quản lý ở cả ba mức độ trên thông qua tiện ích DAPC.

Quốc Dũng (Nguồn Dell Power Solutions)

About Tony Nguyễn
Tôi tên Tony tự Tèo trú tại thôn Tám, Trảng Thanh tỉnh Thừa Thiên. Thưở thiếu thời trí tuệ tôi thường thường, tuy thế tính tình thật thà thẳng thắng, thích thi thơ ...

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: