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Da Rechenzentren darauf abzielen, die Energieeffizienz zu steigern, insbesondere angesichts der Anforderungen von KI-Arbeitslasten, wenden viele Flüssigkühlung an, um die Leistung zu verbessern und den Energieverbrauch zu kontrollieren.Flüssigkeitskühlung verwaltet effektiv die von Hochleistungsservern erzeugte Wärme, so dass sie ohne die hohen Energiekosten der herkömmlichen Luftkühlung mit maximaler Leistung arbeiten können.die eine ausgezeichnete Effizienz von Terabyte zu Watt bietet.
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Während KI viele Rechenzentrumsbetreiber dazu bringt, Flüssigkeitskühlung in Betracht zu ziehen, reichen ihre Vorteile weit darüber hinaus.CoolITs direkte Flüssigkeitskühlung (DLC) reduziert den Energieverbrauch des Servers durch Verringerung der LüftergeschwindigkeitDieser Test konzentrierte sich ausschließlich auf die CPU-Leistung; diesmal nahmen wir einen mehr auf Speicher konzentrierten Ansatz, um zu verstehen, wie SSDs den Stromverbrauch des Servers beeinflussen.
Dell PowerEdge Solidigm und CDU
Was sind NVMe-Aktivstromzustände?
NVMe-Stromzustände sind vorkonfigurierte Modi, in die ein NVMe-Gerät wechseln kann, um den Stromverbrauch und die Leistung zu regulieren.jeweils durch den maximalen Stromverbrauch definiertDiese Zustände werden in operative und nicht operative Kategorien unterteilt.lassen Sie das Gerät E/A-Vorgänge verarbeitenNicht-betriebsfähige Zustände oder F-Zustände werden verwendet, wenn das Gerät im Leerlauf ist und keine E/A-Aufgaben verarbeitet.
Das Management dieser Leistungszustände ist für die Optimierung der Energieeffizienz von NVMe-Geräten von entscheidender Bedeutung.Vor allem in Umgebungen, in denen der Stromverbrauch ein wichtiges Anliegen ist, wie z. B. Randgeräte und spezialisierte Anwendungen wie die SSDs auf der Internationalen Raumstation (ISS).Die NVMe-Spezifikation umfasst beispielsweise Funktionen wie Autonome Power State Transition (APST),mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 100 W,. Dies hilft, Leistung und Stromverbrauch auszugleichen und einen zuverlässigen Betrieb in entfernten oder eingeschränkten Einstellungen zu gewährleisten.weitere Energieeinsparungen, wenn sie nicht verwendet werden.
NVMe-Leistungszustände sind besonders wertvoll, wenn Energieeffizienz und thermisches Management oberste Priorität haben.Die Fähigkeit, in Leerlaufzeiten schnell auf einen niedrigeren Leistungszustand umzusteigen, kann den Energieverbrauch erheblich reduzieren. Dies ist für Geräte, die in abgelegenen oder rauen Umgebungen mit begrenzter Leistung arbeiten, von entscheidender BedeutungDies ist durch Funktionen wie PCIe Active State Power Management (ASPM) und Low-Power-States wie L1.1 und L1 möglich.2Die Steuerung der Leistung und der Wärmeleistung auf der ISS ist aufgrund ihrer begrenzten, kontrollierten Umgebung unerlässlich.NVMe-Stromzustände können dazu beitragen, den SSD-Stromverbrauch zu drosseln, um die thermische Konstruktionsleistung (TDP) zu verwalten und den Gesamtenergiehaushalt zu optimieren, so dass SSDs ohne Überhitzung effizient funktionieren.
In diesen spezialisierten Umgebungen bieten NVMe-Stromzustände eine flexible und effiziente Möglichkeit, den Stromverbrauch von NVMe-Geräten zu verwalten.Geräte können Leistung und Energieeffizienz in Einklang bringen, so dass sie für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet sind, von Edge Computing bis hin zu Raumfahrtmissionen. 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.
Neben den NVMe-Leistungszuständen sind die Composite Temperatur und die Touch Temperatur der Schlüssel zur Steuerung der thermischen Leistung von NVMe-SSDs in modernen Unternehmensmodellen.Berührungstemperatur bezieht sich auf die äußere Gehäuse-Temperatur der SSD. Solidigm war ein Pionier bei der Einführung neuer, höherer Touch Temperature Standards. Zum Beispiel ist die Touch Temperature für das Solidigm D5-P5336 80°C.Diese höhere Grenze ermöglicht es, SSDs mit weniger Luftstrom zu kühlen oder bei höheren Umgebungstemperaturen zu betreibenDiese Flexibilität ermöglicht es Rechenzentren, Kühlstrategien zu verfeinern, das thermische Gesamtmanagement zu verbessern, die Kühlkosten möglicherweise zu senken und die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von SSD zu verlängern.
Verwaltung von NVMe-Aktivstromzuständen
In einer Linux-Testumgebung mit Ubuntu 22.04, haben wir das NVMe-Toolset verwendet, um das Laufwerk zu befragen und die Leistungszustände von D5-P5336 zu sehen oder zu ändern. Wie unten gezeigt, unterstützt das Laufwerk Zustände 0, 1,Zustand 0 ist der am wenigsten einschränkende und Zustand 2 der am meisten einschränkende.
Für den Solidigm 61.44 TB D5-P5336 beträgt PS0 25 W, PS1 15 W und PS2 10 W. Der Antrieb läuft bei etwa 5,5 W im Leerlauf, so dass die Leistungsmodi restriktiver werden.die SSD verfügt über weniger Leistung für NAND-Lese- und SchreibvorgängeDie Schreiboperationen sind am stärksten betroffen, da das Schreiben auf NAND mehr Strom verbraucht als das Lesen.
Der Befehl zur Überprüfung des aktuellen Leistungszustands unserer Solidigm D5-P5336 SSD wird unten gezeigt. Ein aktueller Wert von 00000000 zeigt an, dass sich das Laufwerk im PS0-Modus befindet, dem höchsten 25W-Modus.
Ein ähnlicher Befehl wird verwendet, um den Stromzustand zu ändern, wobei die letzte Zahl den gewünschten Strommodus darstellt.Zur Verwendung der Leistungsmodi 1 oder 2, so dass die value=-Figur dem richtigen Modus entspricht.
Einfluss der Großmächte auf die Leistung
Um zu messen, wie sich Stromzustände auf den Stromverbrauch und die Leistung der Solidigm D5-P5336 61.44TB SSD auswirken, haben wir einen Dell PowerEdge R760 mit 24 SSDs ausgestattet.Wir könnten einfach eine konsistente Arbeitsbelastung auf allen SSDs ausführen und den Strommodus in Echtzeit anpassen.
Dell PowerEdge Solidigm P5336
Wir haben Dell's Onboard-Stromüberwachung im Server's iDRAC9-Managementsystem verwendet, um die Leistung auf Systemebene zu verfolgen.
Dell PowerEdge iDRAC-Leistung
Wir konzentrierten uns auf sequentielle Lese- und Schreibbandbreiten-Workloads mit einer Blockgröße von 128K pro Laufwerk und maßen dann die Gesamtleistung aller 24 SSDs.Es ist erwähnenswert, dass diese spezifische Dell PowerEdge R760-Konfiguration mit 24 NVMe-Bays einen PCIe-Switch anstelle von direkt angeschlossenen NVMe-Bays verwendet.Das Ergebnis ist, daß die gemessene Gesamtbandbreite die verfügbaren PCIe-Switch-Strecken sättigt, bevor sie die Antriebe erreicht.Dies beeinflusst die Gesamtlesergebnisse, die wir im Vergleich zum Spezifikationsblatt von Solidigm P5536 erfasst haben., aber die Gesamtschreibgeschwindigkeiten blieben unter diesem Grenzwert.
| Gesamte Watt | Schreibgeschwindigkeit | Ablesen von GB/s | Watt Über der Basis |
Watt/Trieb (mit System-Überlastung) |
|
|---|---|---|---|---|---|
| Leerlauf ohne Antrieb | 462 | - Ich weiß. | - Ich weiß. | - Ich weiß. | - Ich weiß. |
| Installierte Leerlaufantriebe | 594 | - Ich weiß. | - Ich weiß. | 132 | 5.5 |
| 24x Sequenzlesung PS0 | 858 | - Ich weiß. | 109 GB/s | 396 | 16.5 |
| 24x Sequentielle Lektüre PS1 | 858 | - Ich weiß. | 105 GB/s | 396 | 16.5 |
| 24x Sequentielle Lektüre PS2 | 759 | - Ich weiß. | 79.8 GB/s | 297 | 12.375 |
| 24x Sequential schreiben PS0 | 1089 | 82.5 GB/s | - Ich weiß. | 627 | 26.125 |
| 24x Sequential schreiben PS1 | 825 | 34.4 GB/s | - Ich weiß. | 363 | 15.125 |
| 24x Sequential Write PS2 | 726 | 17.3 GB/s | - Ich weiß. | 264 | 11 |
Wenn wir unseren Artikel über die Vorteile der Umwandlung einer luftgekühlten Plattform in eine direkte Flüssigkeitskühlung betrachten, haben wir eine leichte Verbesserung der CPU-Leistung sowie eine Energieeinsparung von 200 Watt beobachtet.Strom ist eine wertvolle Ressource in der neuen Generation von KI-orientierten ServernIn Rechenzentren, in denen die Luftkühlenergie-Budget-Grenze erreicht ist oder in der Nähe liegt, werden die Rechenzentren in den meisten Fällen von einer großen Anzahl von Rechenzentren betrieben.Umschalten auf DLC befreit Strom, der es dem Server ermöglicht, mehr SSDs für den gleichen Energieverbrauch wie einen luftgekühlten Server aufzunehmen.
solidigm Flüssigkeitskühlgerät
Eine Energieeinsparung von 200 Watt kann die Speicherdichte erheblich erhöhen:Diese Einsparungen ermöglichen es Ihnen, die Speicherkapazität von 12 auf 24 SSDs in einem flüssiggekühlten Server im Vergleich zu einem luftgekühlten zu verdoppelnMit dem Solidigm D5-P5336 erhöht dieser 24-Bay-Server die Speicherkapazität von 737 TB auf 1.474 TB dank der Flüssigkeitsschleife.Diese Zahlen gelten für die Basisleistungsmodi, so dass Sie, wenn Sie bereit sind, Top-End-Schreibleistung zu reduzieren, können Sie den Server leicht mit 24 SSDs auch für Schreib-schwere Aufgaben ausstatten.
Schlussfolgerung
Unsere Tests der Solidigm D5-P5336 SSDs zeigen, dass das Verwalten von NVMe-Stromzuständen die Energieeffizienz erheblich verbessern kann, ohne die Leistung drastisch zu beeinträchtigen.Datenzentrumsbetreiber, die die Energieeffizienz maximieren möchten, können diese Leistungszustände nutzen, um die Speicherdichte zu erhöhen oder die Betriebskosten zu senken, insbesondere in KI-zentrierten Umgebungen, in denen Strom knapp istSolidigm's SSDs mit hoher Dichte eignen sich hierfür und bieten eine hohe Terabyte-Watt-Effizienz, insbesondere in Verbindung mit modernen Flüssigkeitskühltechnologien.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass selbst kleine Anpassungen an den Leistungszuständen zu erheblichen Energieeinsparungen führen können, was in Umgebungen mit eingeschränkter Stromverfügbarkeit von entscheidender Bedeutung ist.Optimierung des Stromverbrauchs von Servern erhöht nicht nur die Speicherdichte, sondern unterstützt auch nachhaltigere Rechenzentrumbetriebe.
Dell PowerEdge Solidigm P5336 Einzel
Das Power-Management gewinnt zunehmend an Bedeutung, da moderne Server vor allem bei KI-gesteuerten Arbeitslasten an ihre Grenzen gedrängt werden.Die Kombination von Flüssigkeitskühlung mit effizienter SSD-Verwaltung ermöglicht es Rechenzentren, die Leistung und Speicherdichte zu skalieren, ohne die Strombudgets zu überschreiten.
Sie können eine vollständige Demo dieser Technologien live auf der OCP 2024 sehen, wo wir zeigen werden, wie Flüssigkeitskühlung und SSDs von Solidigm als Grundlage für Energieeffizienz im modernen Rechenzentrum dienen können.
Beibei Qianxing Jietong Technology Co., Ltd.
Sandy Yang, Leiterin der globalen Strategie
WhatsApp / WeChat: +86 13426366826
E-Mail: yangyd@qianxingdata.com
Website: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com Die Daten werden auf der Website der chinesischen Regierung gespeichert.
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