Power Capping در سرورهای HPE

در زیرساخت‌های فناوری اطلاعات، سرورها ستون اصلی ذخیره و پردازش داده‌ها هستند. یکی از دغدغه‌های مهم سازمان‌ها، میزان مصرف برق سرورهاست. سرورهای HP به دلیل عملکرد پایدار و طراحی هوشمند، در بسیاری از کسب‌وکارها استفاده می‌شوند. اما کنترل مصرف انرژی این سرورها نقش مهمی در کاهش هزینه‌ها دارد. مدیریت درست مصرف برق سرور HP می‌تواند بهره‌وری سیستم را افزایش دهد و فشار مالی دیتاسنتر را کم کند. بررسی و بهینه‌سازی مصرف انرژی، راهی مؤثر برای داشتن زیرساختی پایدار و مقرون‌به‌صرفه است. یکی از راه‌های صرفه‌جویی انرژی استفاده از Power Capping در سرورهای HPE است. این قابلیت کمک می‌کند که مدیران سطح معینی برای مصرف انرژی درنظر بگیرند. در این مطلب با ما همراه باشید تا در این مورد بیشتر صحبت کنیم.

⏲ مدت زمان تخمینی مطالعه : 12 دقیقه

تکنولوژی Power Capping چیست و دقیقاً با سرور چه می‌کند؟

افزایش مصرف برق در دیتاسنترهای بزرگ به یک مسئله جدی تبدیل شده است. رشد پردازش داده و سرویس‌های آنلاین باعث بالا رفتن مصرف انرژی در این مراکز می‌شود. برای کنترل این شرایط، محدودسازی توان یک راهکار کاربردی محسوب می‌شود. در این روش سقف مشخصی برای مصرف برق تجهیزات تعیین می‌شود تا نوسان ناگهانی ایجاد نشود. Power Capping در سرورهای HPE کمک می‌کند مصرف انرژی قابل پیش‌بینی بماند، منابع انرژی بهتر مدیریت شوند و هزینه‌های عملیاتی کاهش پیدا کنند، بدون اینکه عملکرد سیستم‌ها دچار اختلال شود.

تفاوت محدودسازی توان با حالت‌های صرفه‌جویی برق (Power Saving)

Power Capping در سرورهای HPE روشی برای مدیریت انرژی است که مصرف برق را تا محدوده‌ای مشخص شده کنترل می‌کند تا از مصرف بیش از حد انرژی جلوگیری شود. در این روش یک حد مشخص و ثابت برای توان مصرفی تعریف می‌شود و سیستم اجازه عبور از آن را ندارد. اما Power Saving به‌صورت منعطف‌تری عمل می‌کند. این روش به کاهش هدفمند عملکرد پردازنده، غیرفعال‌سازی بخش‌های بلااستفاده یا ورود موقت به وضعیت کم‌مصرف می‌ پردازد. بدین صورت مصرف برق را متناسب با میزان بار کاری تنظیم می‌کند. تفاوت اصلی این دو روش در نوع کنترل است، Power Capping جلوی اوج مصرف را می‌گیرد اما Power Saving به‌صورت پویا و خودکار مصرف را متعادل نگه می‌دارد.

چرا باید از Power Capping در دیتاسنتر استفاده کنیم؟

در این بخش مهم‌ترین دلایل و مزیای استفاده از Power Capping در سرورهای HPE را بررسی می‌کنیم.

مدیریت هوشمند محدودیت آمپر در رک‌های شلوغ

در دیتاسنترهایی که سرورهای زیاد و رک‌های شلوغی دارد، ممکن است مجموع مصرف برق از ظرفیت کابل‌ها بیشتر شود. قابلیت Power Capping به شما اجازه می‌دهد که مصرف برق هر سرور را محدود کنید. درنتیجه مصرف برق از محدوده‌ای تعیین شده بالاتر نمی‌رود و اورلود جریان آمپر در رک اتفاق نمی‌افتد.

فرض کنید یک رک دارید که کلاً 16 آمپر برق به شما می‌دهد. شما 10 عدد سرور دارید که هر کدام در حالت استارت‌آپ (In-rush Current) ممکن است تا 2 آمپر بکشند. ریاضی ساده می‌گوید:

10 × 2 = 20 آمپر

یعنی در لحظه روشن شدن، فیوز می‌پرد.

اینجاست که Power Capping معجزه می‌کند. با محدود کردن هر سرور روی مثلاً 1.4 آمپر، می‌توانید بدون ارتقای زیرساخت برق، سرورهای جدید اضافه کنید. این دقیقاً همان راهکاری است که در زمان [ارتقا سرور استوک] به داد شما می‌رسد تا مجبور به تغییر کابل‌کشی دیتاسنتر نشوید.

کاهش گرمای تولیدی و فشار کمتر به سیستم خنک‌کننده

مصرف برق بالاتر در سرورها باعث تولید گرمای بیشتر خواهد شد. اما وقتی برق سرورها محدود شود گرمای تولیدی کاهش پیدا می‌کند و فشار روی سیستم‌های خنک‌کننده کمتر می‌شود. این نه تنها عمر تجهیزات را افزایش می‌دهد، بلکه هزینه‌های خنک‌سازی را هم کاهش می‌دهد.

پیشگیری از خطای Overload در زمان اوج بار شبکه

در زمان اوج مصرف مثلا هنگام اجرای پردازش‌های سنگین، سرورها ممکن است همزمان بیشترین برق خود را مصرف کنند که در نتیجه آن Over Load رخ می‌دهد. در این شرایط مجموع جریان از ظرفیت کابل‌ها بیشتر می‌شود و ممکن است باعث خاموشی ناگهانی یا خطای برق شود. قابلیت Power Capping این مشکل را با محدود کردن مصرف برق هر سرور حل می‌کند. به این ترتیب هیچ سروری بیش از حد برق نمی‌کشد و ریسک Overload  کاهش می‌یابد.

بیشتر بخوانید: تفاوت حیاتی اسلات‌های PCIe 4.0 و PCIe 3.0 در سرورهای HPE

مقایسه رفتار پردازنده‌های Xeon در حالت Power Capping

بسیاری از مدیران سیستم می‌پرسند: «آیا فرقی می‌کند که من یک پردازنده رده‌بالا (Gold) را محدود کنم یا یک پردازنده اقتصادی (Silver)؟»
پاسخ کوتاه: بله، زمین تا آسمان!

در جدول زیر ببینید که وقتی سقف توان را روی 70٪ توان نامی می‌بندیم، چه اتفاقی برای فرکانس و کارایی می‌افتد:

مدل پردازنده (Intel Xeon Scalable)	توان طراحی حرارتی (TDP)	فرکانس پایه (Base)	فرکانس در حالت Power Cap (70%)	میزان افت کارایی در دیتابیس
Silver 4210R	100W	2.40GHz	~2.10GHz	حدود 5 تا 8 درصد
Gold 6248R	205W	3.00GHz	~2.20GHz	حدود 15 تا 20 درصد
Platinum 8280	205W	2.70GHz	~1.90GHz	حدود 25 درصد

تحلیل تخصصی این جدول
همان‌طور که می‌بینید، پردازنده‌های سری Gold و Platinum که تعداد هسته بالایی دارند، حساسیت بسیار بیشتری به محدودیت توان نشان می‌دهند. چرا؟ چون iLO مجبور است برای نگه داشتن مصرف در سقف تعیین‌شده، فرکانس تمام هسته‌ها را به شدت پایین بیاورد.

اگر سرور شما دارای پردازنده‌های رده‌بالاست، هرگز Power Cap را زیر 80٪ تنظیم نکنید، مگر اینکه در وضعیت اضطراری UPS باشید.
اما برای سری Silver، می‌توانید با خیالی آسوده‌تر تا 65٪ هم پایین بیایید بدون اینکه کاربر نهایی افت سرعت محسوسی را حس کند.

چه زمانی کارایی فدای پایداری برق می‌شود؟

تجربه شخصی من در دیتاسنترهای بزرگ نشان داده که در لحظات بحرانی (مثلاً خرابی یکی از چیلرهای اتاق سرور)، استفاده از Power Capping نه یک انتخاب، بلکه تنها راه نجات است. در این حالت، ما عمداً کارایی (Performance) را فدای پایداری می‌کنیم تا از Thermal Throttling خودکار و ناگهانی سرورها جلوگیری کنیم.

یادتان باشد، افت سرعت کنترل‌شده توسط شما، بسیار بهتر از خاموش شدن ناگهانی سرور توسط سنسورهای حرارتی است!
اگر نگران دمای قطعات در این شرایط هستید، حتماً از راهکارهای گفته‌شده در مقاله [کولینگ سرور چیست؟] استفاده کنید تا تعادل میان دما و توان حفظ شود.

 

آموزش گام‌به‌گام تنظیم Power Capping در پنل iLO

پیش‌نیازهای تنظیم Power Capping

• دسترسی به تنظیمات iLO (iLO Settings privilege)
• نصب لایسنسی که از این ویژگی پشتیبانی می‌کند. برای اطلاعات درباره نوع لایسنس‌ها و ویژگی‌های پشتیبانی شده می‌توانید به سایت https://www.hpe.com/support/ilo-docs مراجعه کنید.
• مدل سرور باید از Power Capping پشتیبانی کند. این اطلاعات را می‌توانید در مشخصات سرور پیدا کنید.
• قابلیت Power Capping باید در ROM-based system utility فعال باشد.
• اگر تنظیمات BIOS به مقادیر پیش‌فرض بازنشانی شود، Power Capping غیرفعال می‌شود و قبل از استفاده باید دوباره فعال شود.
• سرور نباید دارای پیکربندی نامتناسب پاور باشد.

روش تنظیم Power Capping در پنل iLO

1. در پنل سمت چپ، روی Host کلیک کرده و سپس Hardware را انتخاب کنید.
2. صفحه Hardware باز می‌شود.
3. روی Power کلیک کنید تا صفحه Power باز شود.
4. روی Settings کلیک کنید تا صفحه Power Settings ظاهر شود.
5. روی Edit کلیک کنید.
6. در صفحه Edit، تیک Enable power capping را بزنید.
7. مقدار محدودیت مصرف برق Power Cap Value را به وات، BTU/hr، یا درصد وارد کنید.

• درصد نشان‌دهنده تفاوت بین حداکثر و حداقل مصرف برق است.
• مقدار محدودیت نمی‌تواند کمتر از حداقل مصرف برق سرور باشد.

8. (اختیاری) برای تغییر نمایش مقادیر بین وات و BTU/hr، روی گزینه مربوطه کلیک کنید.
9. روی Update کلیک کنید. iLO به شما اطلاع می‌دهد که تغییر با موفقیت اعمال شد.
10. روی Close برای بستن پنجره Edit کلیک کنید یا Cancel برای لغو عملیات.

بیشتر بخوانید: تشخیص مدت کارکرد و سلامت هارد سرورهای HP: راهنمای گام‌به‌گام با iLO و ACU

سناریوهای کاربردی؛ کجا “محدود کردن” به نفع ماست؟

استفاده از Power Capping در سرورهای HPE می‌تواند کمک کند برخی کاربردها را با بهره‌وری بالا انجام دهیم. در این بخش به این سناریوهای کاربردی می‌پردازیم.

استفاده از ظرفیت خالی برق برای اضافه کردن سرورهای جدید

وقتی سرورها تمامی برق را مصرف نکنند، می‌توان با محدود کردن مصرف برق سرورها، از ظرفیت خالی برق استفاده کرد. یعنی سرورهای جدید اضافه کرد بدون اینکه نیاز به ارتقای کابل‌ها، PDU یا UPS باشد. بدین ترتیب می‌توان زیرساخت موجود را ارتقا داد.

مدیریت مصرف در زمان استفاده از UPS و برق اضطراری

در زمان قطعی برق و استفاده از UPS یا دیگر منابع برق اضطراری، طبیعتا انرژی محدود است. با اعمال Power Capping می‌توان مصرف برق سرورها را کنترل کرد تا UPS برای مدت طولانی‌تر پاسخگو باشد و از خاموشی ناگهانی جلوگیری شود.

در زمان قطعی برق، هر دقیقه حیاتی است. من دیده‌ام ادمین‌هایی را که با مانیتورینگ [تکنولوژی HPE OneView]، به محض سوئیچ روی UPS، پروفایل برق سرورهای غیراصلی را روی حداقل می‌گذارند تا شارژ باتری‌ها برای سرویس‌های حیاتی (مثل Domain Controller) دو برابر بیشتر دوام بیاورد.

بهینه‌سازی مصرف در ساعات کم‌باری سازمان

در ساعات کم‌باری یا شب‌ها که بار کاری سرورها پایین است، محدود کردن مصرف برق باعث می‌شود انرژی کمتری مصرف شود، گرمای تولیدی کاهش یابد و فشار روی سیستم‌های خنک‌کننده کمتر شود. این به کاهش هزینه‌های برق و افزایش عمر تجهیزات کمک می‌کند.

آیا Power Capping قاتل کارایی سرور است؟

بیایید با هم صادق باشیم؛ وقتی صحبت از محدود کردن برق می‌شود، اولین چیزی که به ذهن یک ادمین شبکه می‌رسد «کند شدن سیستم» است. اما تجربه عملی در اتاق سرور چیز دیگری می‌گوید.

ببینید، تکنولوژی Dynamic Power Capping در سرورهای HPE، مثل یک راننده حرفه‌ای عمل می‌کند، نه یک سد محکم وقتی شما سقف توان را تعیین می‌کنید، iLO به جای اینکه سیستم را به زانو درآورد، از تکنیکی به نام P-State استفاده می‌کند.

تجربه واقعی: یکی از همکاران در یک پروژه بانکی، توان سرور DL380 Gen10 را که در پیک کاری 500W مصرف داشت، روی 400W محدود کرد. نتیجه؟ کلاک پردازنده از 2.6GHz به حدود 2.2GHz رسید. شاید بپرسید این فاجعه نیست؟ خیر! چون در 90٪ ساعات روز، بار پردازشی سرور به شکلی نیست که به تمام آن فرکانس نیاز داشته باشد.

نکته طلایی: اگر نگران تاخیر (Latency) در پایگاه‌های داده هستید، باید بدانید که Power Capping روی لایه پردازش تاثیر می‌گذارد، نه I/O. پس اگر گلوگاه شما رم یا دیسک است، با خیال راحت برق را مدیریت کنید. برای اینکه یاد بگیرید چطور بدون افت سرعت، بازدهی را بالا ببرید، حتماً مقاله [۲۰ ترفند افزایش کارایی سرور] را مطالعه کنید.

ابزارهای کمکی HPE برای مانیتورینگ دقیق توان

مدیریت بدون مانیتورینگ یعنی نابودی ابزار iLO Amplifier به شما اجازه می‌دهد گزارش‌های دوره‌ای از «پیک مصرف» بگیرید.

مثلاً متوجه می‌شوید سرور شما هیچ‌وقت از 300W بالاتر نرفته است، پس چرا باید برای آن منبع تغذیه 800W رزرو کنید؟ با این تحلیل، فضای برق دیتاسنتر را آزاد می‌کنید تا سرورهای بیشتری در همان فضا جا بدهید.

چطور بدون کاهش توان، مصرف را بهینه کنیم؟ (ترفند پاورهای تیتانیوم)

همیشه لازم نیست دست روی کلاک پردازنده بگذارید. گاهی مشکل از هدررفت انرژی است. تفاوت بین یک پاور پلاتینیوم (با بازدهی 94٪) و یک پاور تیتانیوم (با بازدهی 96٪) شاید در عدد کوچک به نظر برسد، اما در یک کلاستر 20 تایی، یعنی چندین میلیون تومان صرفه‌جویی سالانه در قبض برق و چند درجه کاهش دمای رک!

همچنین، یادتان باشد هر قطعه اضافه یعنی مصرف برق بیشتر. اگر روی سرور کارت گرافیک یا کارت شبکه‌ای دارید که استفاده نمی‌شود، آن را خارج کنید. هر کارت 10G اضافه، یعنی حدود 15 تا 20 وات مصرف مداوم! برای انتخاب قطعات کم‌مصرف، حتماً راهنمای [انتخاب پاور مناسب] ما را ببینید.

 

جمع بندی

کنترل مصرف برق سرور HP فقط برای کاهش هزینه نیست، بلکه به افزایش عمر سخت‌افزار و پایداری سیستم کمک می‌کند. راهکارهایی مانند Power Capping در سرورهای HPE به سازمان‌ها کمک می‌کند مصرف برق را هوشمندانه مدیریت کنند.  این راهکار می‌تواند باعث مزایایی مانند کاهش تولید گرما، کاهش فشار به سیستم خنک کننده، کاهش مصرف انرژی و … گردد که در این مطلب به‌صورت مفصل به آن‌ها پرداختیم. برای دریافت راهنمایی تخصصی و انتخاب بهترین راهکار، با تجارت سرور پارسه تماس بگیرید و از مشاوره حرفه‌ای پیش از خرید سرور hp بهره‌مند شوید.