Optimierung der Energieeffizienz in FlashArray//XL R5-Arrays: Erzielen Sie Einsparungen mit Intel CPU Power Governor

In der heutigen datengesteuerten Welt ist die Optimierung des Stromverbrauchs in Enterprise-Storage-Arrays wichtiger denn je. Unsere neueste Innovation konzentriert sich auf die Reduzierung des Stromverbrauchs unter Niedriglastbedingungen auf der FlashArray//XL™ R5-Plattform, indem wir den Intel Active Idle Efficiency Mode nutzen, der Teil des Uncore-Frequenzreglers ist. Dieser Ansatz bietet erhebliche Energieeinsparungen und hält gleichzeitig die hohe Performance aufrecht, auf die sich unsere Kunden verlassen.

Was ist Uncore Frequency Scaling?

Die Skalierung der Uncore-Frequenz ist eine Power-Management-Technik, bei der die Häufigkeit des Uncore-Teils der CPU – Komponenten wie der L3-Cache und das Intercore-Kommunikationsnetz – basierend auf der Systemlast angepasst wird. Diese Komponenten machen fast 50 % der Siliziumfläche der CPU aus, was sie zu einem wichtigen Ziel für Effizienzsteigerungen macht.

Während wir zunächst mit Kernfrequenzreglern experimentierten, stellten wir fest, dass eine aggressive Abstimmung der Kernfrequenzen, obwohl sie energieeffizient war, aufgrund der langsamen Reaktionszeiten dieser Regler inakzeptable Latenzspitzen und Performance-Einbußen verursachte. Interessanterweise waren viele der Energieeinsparungen, die wir in dieser Phase beobachtet haben, ein Nebenprodukt von reduzierten Uncore-Frequenzen, nicht die niedrigeren Core-Frequenzen selbst.

Diese Erkenntnisse haben uns dazu veranlasst, den Fokus – weg von den zentralen Reglern – zu verschieben und den Uncore- Frequenzregler direkt abzustimmen. Intel bezeichnet diese Funktion als Active-Idle-Effizienzmodus und bietet eine schneller reagierende, granularere Möglichkeit, die CPU-Stromaufnahme bei Leerlauf- oder leichten Lastbedingungen zu reduzieren.

Auf echte Workloads abgestimmt

Wir haben den unkernigen Regler speziell für die Purity-Betriebsumgebung optimiert, mit dem Ziel, aggressive Energieeinsparungen bei geringer Auslastung zu erzielen und gleichzeitig sicherzustellen, dass keine spürbaren Performance-Einbußen auftreten, wenn die Systemaktivität zunimmt. Durch umfangreiches Profiling haben wir Konfigurationen identifiziert, bei denen das Array unter sehr geringer Last in einen optimierten Energiesparzustand mit erheblichen CPU-Energieeinsparungen wechselt.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Kernreglern reagiert der Active Idle Efficiency Mode von Intel schnell und reibungslos auf Änderungen der Workload-Intensität. Wenn die Last zunimmt, nimmt die Häufigkeit zu, ohne dass eine wahrnehmbare Latenz auftritt, sodass wir die Performance aufrechterhalten können, selbst wenn wir den Stromverbrauch im Leerlauf minimieren.

Auswirkungen in der Praxis: Die Einsparungen messen

Unsere Tests auf der FlashArray//XL R5-Plattform zeigen eine CPU-Energieeinsparung von etwa 24 % unter realen Bedingungen, was zu einer Gesamtenergieeinsparung von:

• ~18 % Reduzierung, wenn sowohl primäre als auch sekundäre Controller unter geringer Last sind
  
• ~6 % Reduktion in gängigeren Szenarien, in denen nur die Sekundäre leicht belastet ist

Diese Einsparungen erfolgen ohne Beeinträchtigung der Reaktionsfähigkeit oder des Durchsatzes – besonders in hochverfügbaren, Performance-sensiblen Umgebungen.

Beim Vergleich von FlashArray//XL R5 mit der Ein- und Ausschalten-Funktion wird prognostiziert, dass die durchschnittlichen Stromeinsparungen pro Array mehr als 900kWh/Jahr betragen!

Warum ist es wichtig?

Bei der Reduzierung des Stromverbrauchs geht es nicht nur um Kosten, sondern auch um Nachhaltigkeit und langfristige Skalierbarkeit:

• Geringere Betriebskosten: Energieeffiziente Controller senken die Stromrechnung in Always-On-Rechenzentren.
• Umweltauswirkungen: Ein geringerer Energieverbrauch trägt zu geringeren Kohlenstoffemissionen bei.

Durch die Integration der Uncore-Frequenzskalierung von Intel in FlashArray//XL R5-Arrays haben wir eine intelligentere, grünere Plattform bereitgestellt, die weiterhin die Performance-Anforderungen von Unternehmens-Workloads erfüllt.

Blick in die Zukunft

Unser Engineering-Team optimiert weiterhin die Erkennung von Leerlaufzuständen und die Optimierung der Lastschwellen, um noch größere Einsparungen zu erzielen. Mit laufenden Fortschritten möchten wir diese Vorteile der Energieoptimierung auf ein breiteres Spektrum an Workload-Mustern und Systemkonfigurationen ausweiten.

Bleiben Sie dran – wir beginnen gerade damit, die Grenzen der Effizienz im Enterprise-Storage zu überschreiten.erprise-Storage.

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