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Dato che i data center mirano a migliorare l'efficienza energetica, in particolare a causa delle esigenze dei carichi di lavoro dell'IA, molti stanno adottando il raffreddamento a liquido per migliorare le prestazioni e controllare l'uso di energia.Il raffreddamento a liquido gestisce efficacemente il calore prodotto dai server ad alte prestazioni, permettendo loro di funzionare alla massima capacità senza gli elevati costi energetici legati al raffreddamento a aria tradizionale.fornendo un'eccellente efficienza da terabyte a watt.
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Mentre l'intelligenza artificiale sta spingendo molti operatori di data center a considerare il raffreddamento liquido, i suoi benefici vanno ben oltre.Il raffreddamento diretto a liquido (DLC) di CoolIT riduce il consumo di energia dei server riducendo le velocità dei ventilatoriQuesto test si è concentrato esclusivamente sulle prestazioni della CPU; questa volta, abbiamo adottato un approccio più incentrato sullo storage per capire come gli SSD influenzano il consumo di energia del server.
Dell PowerEdge Solidigm e CDU
Quali sono gli stati di potenza attiva NVMe?
Gli stati di alimentazione NVMe sono modalità preconfigurate in cui un dispositivo NVMe può passare per regolare l'utilizzo di energia e le prestazioni.ciascuna definita dal consumo di potenza massimo, entrata di latenza (ENLAT), uscita di latenza (EXLAT), e relative metriche di prestazione. Questi stati sono divisi in categorie operative e non operative.lasciare che il dispositivo gestisca le operazioni di I/OGli stati non operativi, o stati F, sono utilizzati quando il dispositivo è inattivo e non elabora attività di I/O.
La gestione di questi stati di potenza è vitale per ottimizzare l'efficienza energetica dei dispositivi NVMe,In particolare in ambienti in cui il consumo di energia è una preoccupazione chiave, come i dispositivi di bordo e le applicazioni specializzate come gli SSD della Stazione Spaziale Internazionale (ISS).Ad esempio, la specifica NVMe include funzionalità come la transizione di stato di potenza autonoma (APST),che consente al dispositivo di passare automaticamente da uno stato di potenza all'altro in base alle condizioni di utilizzo attuali e termiche. Questo aiuta a bilanciare le prestazioni e il consumo di energia, garantendo un funzionamento affidabile in impostazioni remote o limitate.ulteriore risparmio energetico quando non è in uso.
Gli stati di potenza NVMe sono particolarmente preziosi quando l'efficienza energetica e la gestione termica sono priorità.la capacità di passare rapidamente a stati di potenza inferiore durante i periodi di inattività può ridurre notevolmente il consumo di energia, un fattore critico per i dispositivi che operano in ambienti remoti o difficili con potenza limitataCiò è possibile grazie a funzionalità come la gestione della potenza in stato attivo (ASPM) PCIe e gli stati a bassa potenza come L1.1 e L1.2La gestione della potenza e della potenza termica sulla ISS è essenziale a causa del suo ambiente limitato e controllato.Gli stati di potenza NVMe possono aiutare a ridurre l'utilizzo di potenza degli SSD per gestire la potenza di progettazione termica (TDP) e ottimizzare il budget energetico complessivo, garantendo un funzionamento efficiente degli SSD senza surriscaldamento.
In questi ambienti specializzati, gli stati di potenza NVMe offrono un modo flessibile ed efficiente per gestire il consumo di potenza dei dispositivi NVMe.i dispositivi possono bilanciare prestazioni ed efficienza energetica, rendendoli adatti a una vasta gamma di applicazioni, dall'edge computing alle missioni spaziali. The ability to dynamically adjust power states based on real-time conditions ensures NVMe devices can meet the varying demands of different environments while optimizing for energy efficiency and thermal management.
Oltre agli stati di potenza NVMe, la temperatura composita e la temperatura tattile sono fondamentali per gestire le prestazioni termiche degli SSD NVMe nei moderni modelli aziendali.La temperatura di tocco si riferisce alla temperatura esterna della custodia dell'SSD. Solidigm è stata pioniera nell'adozione di nuovi standard di temperatura tattile più elevati.Questo limite più elevato consente di raffreddare gli SSD con meno flusso d'aria o di operare a temperature ambientali più elevateQuesta flessibilità consente ai data center di perfezionare le strategie di raffreddamento, migliorare la gestione termica complessiva, potenzialmente ridurre i costi di raffreddamento e estendere l'affidabilità e la durata del SSD.
Gestione degli stati di potenza attiva NVMe
In un ambiente di test Linux che esegue Ubuntu 22.04, abbiamo utilizzato il set di strumenti NVMe per sondare l'unità e visualizzare o modificare gli stati di alimentazione D5-P5336. Come mostrato di seguito, l'unità supporta stati 0, 1,e 2· con lo stato 0 il meno restrittivo e lo stato 2 il più restrittivo.
Per il Solidigm 61.44 TB D5-P5336, PS0 è di 25W, PS1 è di 15W e PS2 è di 10W.l'SSD ha meno potenza disponibile per le operazioni di lettura e scrittura NANDLe operazioni di scrittura sono le più colpite, poiché scrivere su NAND consuma più energia che leggere da esso.
Il comando per controllare lo stato di alimentazione corrente del nostro SSD Solidigm D5-P5336 è mostrato di seguito.
Un comando simile viene utilizzato per cambiare lo stato di alimentazione, con il numero finale che rappresenta la modalità di alimentazione desiderata.Per utilizzare le modalità di alimentazione 1 o 2, regolare la figura value= in modo da corrispondere alla modalità corretta.
Impatto degli Stati di potenza sulle prestazioni
Per misurare come gli stati di potenza influenzano l'utilizzo di energia e le prestazioni del SSD Solidigm D5-P5336 da 61.44TB, abbiamo equipaggiato un Dell PowerEdge R760 con 24 SSD.Potremmo facilmente eseguire un carico di lavoro coerente su tutti gli SSD e regolare la modalità di alimentazione in tempo reale.
Dell PowerEdge Solidigm P5336
Abbiamo utilizzato il monitoraggio dell'alimentazione di bordo Dell all'interno del sistema di gestione iDRAC9 dei server per monitorare l'alimentazione a livello di sistema.
Dell PowerEdge iDRAC Power
Ci siamo concentrati sui carichi di lavoro sequenziali di lettura e scrittura della larghezza di banda, usando una dimensione di blocco di 128K per unità, quindi abbiamo misurato le prestazioni aggregate su tutti i 24 SSD.Vale la pena notare che questa specifica configurazione Dell PowerEdge R760 con 24 bay NVMe utilizza uno switch PCIe invece di bay NVMe collegati direttamenteDi conseguenza, la larghezza di banda totale misurata satura le corsie di commutazione PCIe disponibili prima di raggiungere le unità.Questo ha un impatto sulle prestazioni di lettura totali registrate rispetto al foglio di specifiche Solidigm P5536, ma le velocità di scrittura aggregate sono rimaste al di sotto di tale limite.
| Total di watt | Velocità di scrittura | Lettura GB/s | Fabbricazione Sopra la base |
Capacità di accensione (con spese generali di sistema) |
|
|---|---|---|---|---|---|
| Non guidare a vuoto | 462 | ️ | ️ | ️ | ️ |
| Dispositivi in inattività installati | 594 | ️ | ️ | 132 | 5.5 |
| 24x lettura sequenziale PS0 | 858 | ️ | 109 GB/s | 396 | 16.5 |
| 24x lettura sequenziale PS1 | 858 | ️ | 105 GB/s | 396 | 16.5 |
| 24x lettura sequenziale PS2 | 759 | ️ | 79.8GB/s | 297 | 12.375 |
| 24x Sequential Write PS0 | 1089 | 82.5 GB/s | ️ | 627 | 26.125 |
| 24x Sequential Write PS1 | 825 | 34.4 GB/s | ️ | 363 | 15.125 |
| 24x Sequential Write PS2 | 726 | 17.3 GB/s | ️ | 264 | 11 |
Guardando indietro al nostro articolo sui vantaggi della conversione di una piattaforma raffreddata ad aria a raffreddamento diretto a liquido, abbiamo osservato un leggero miglioramento delle prestazioni della CPU insieme a un risparmio di energia di 200 watt.L'energia è una risorsa preziosa nella nuova generazione di server focalizzati sull'IA, che spesso assegnano tutte le risorse disponibili alle GPU e alle CPU di fascia alta.il passaggio a DLC libera potenza che consente al server di ospitare più SSD per lo stesso impatto energetico di un server raffreddato ad aria.
solidigm CDU raffreddamento liquido raffreddato
Un risparmio di energia di 200 watt può aumentare significativamente la densità di archiviazione: per carichi di lavoro ad alta intensità di letturaquesto risparmio consente di raddoppiare la capacità di archiviazione da 12 a 24 SSD in un server raffreddato a liquido rispetto a uno raffreddato ad ariaCon il Solidigm D5-P5336, questo server da 24 bay aumenta la capacità di archiviazione da 737TB a 1.474TB grazie al loop liquido.Questi dati si applicano alle modalità di potenza di base, quindi se siete disposti a ridurre le prestazioni di scrittura di fascia alta, potreste facilmente equipaggiare il server con 24 SSD anche per compiti di scrittura pesante.
Conclusioni
I nostri test sugli SSD Solidigm D5-P5336 mostrano che la gestione degli stati di alimentazione NVMe può migliorare significativamente l'efficienza energetica senza influire drasticamente sulle prestazioni.Gli operatori di data center che cercano di massimizzare l'efficienza energetica possono utilizzare questi stati di potenza per aumentare la densità di stoccaggio o ridurre i costi operativi, specialmente in ambienti incentrati sull'IA in cui l'energia è scarsaI SSD ad alta densità di Solidigm sono adatti a questo scopo, offrendo un'elevata efficienza da terabyte a watt, in particolare se abbinati alle moderne tecnologie di raffreddamento a liquido.
I nostri risultati indicano che anche piccoli aggiustamenti agli stati di potenza possono produrre un notevole risparmio di energia, che è fondamentale in ambienti con disponibilità di energia limitata.Ottimizzare il consumo energetico complessivo dei server non solo aumenta la densità di archiviazione, ma supporta anche operazioni più sostenibili dei data center.
Dell PowerEdge Solidigm P5336 singolo
La gestione dell'energia diventa sempre più importante man mano che i server moderni vengono spinti ai loro limiti, in particolare nei carichi di lavoro basati sull'IA.La combinazione di raffreddamento liquido con una gestione efficiente degli SSD offre ai data center un percorso per scalare le prestazioni e la densità di archiviazione senza superare i budget energetici.
Potete vedere una demo completa di queste tecnologie in diretta all'OCP 2024, dove mostreremo come il raffreddamento liquido e gli SSD di Solidigm possono servire come base per l'efficienza energetica nel moderno data center.
Beijing Qianxing Jietong Technology Co., Ltd.
Sandy Yang, direttore della strategia globale
WhatsApp / WeChat: +86 13426366826
Email: yangyd@qianxingdata.com
Sito web: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com
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