Vietnamese
Khi các trung tâm dữ liệu hướng tới việc tăng hiệu quả sử dụng năng lượng — đặc biệt là trong bối cảnh nhu cầu về khối lượng công việc AI — nhiều trung tâm đang áp dụng làm mát bằng chất lỏng để nâng cao hiệu suất và kiểm soát việc sử dụng năng lượng. Làm mát bằng chất lỏng quản lý hiệu quả nhiệt lượng tỏa ra từ các máy chủ hiệu suất cao, cho phép chúng hoạt động ở công suất tối đa mà không tốn nhiều chi phí năng lượng liên quan đến làm mát bằng không khí truyền thống. SSD mật độ cao của Solidigm rất phù hợp với các môi trường này, mang lại hiệu quả terabyte trên watt tuyệt vời.
Trình phát video YouTube
Trong khi AI đang thúc đẩy nhiều nhà vận hành trung tâm dữ liệu xem xét làm mát bằng chất lỏng, lợi ích của nó còn vượt xa điều đó. Trong một báo cáo trước đây, chúng tôi đã phân tích cách làm mát bằng chất lỏng ảnh hưởng đến Dell PowerEdge R760 2U. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng trực tiếp (DLC) của CoolIT đã cắt giảm mức tiêu thụ năng lượng của máy chủ bằng cách giảm tốc độ quạt, dẫn đến tiết kiệm năng lượng 200 watt. Thử nghiệm đó chỉ tập trung vào hiệu suất CPU; lần này, chúng tôi đã tiếp cận tập trung hơn vào lưu trữ để hiểu cách SSD ảnh hưởng đến mức tiêu thụ năng lượng của máy chủ.
Dell PowerEdge Solidigm và CDU
Trạng thái Nguồn Hoạt động NVMe là gì?
Các trạng thái nguồn NVMe là các chế độ được cấu hình sẵn mà thiết bị NVMe có thể chuyển đổi để điều chỉnh việc sử dụng năng lượng và hiệu suất. Đặc tả NVMe cho phép tối đa 32 trạng thái nguồn, mỗi trạng thái được xác định bởi mức tiêu thụ điện năng tối đa, độ trễ vào (ENLAT), độ trễ ra (EXLAT) và các chỉ số hiệu suất tương đối. Các trạng thái này được chia thành các loại hoạt động và không hoạt động. Các trạng thái nguồn hoạt động, hay P-States, cho phép thiết bị xử lý các hoạt động I/O. Các trạng thái không hoạt động, hay F-States, được sử dụng khi thiết bị không hoạt động và không xử lý các tác vụ I/O.
Việc quản lý các trạng thái nguồn này rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng của các thiết bị NVMe, đặc biệt là trong các môi trường mà việc sử dụng năng lượng là mối quan tâm hàng đầu — chẳng hạn như các thiết bị biên và các ứng dụng chuyên dụng như SSD trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Ví dụ, đặc tả NVMe bao gồm các tính năng như Chuyển đổi Trạng thái Nguồn Tự động (APST), cho phép thiết bị tự động chuyển đổi giữa các trạng thái nguồn dựa trên việc sử dụng hiện tại và điều kiện nhiệt độ. Điều này giúp cân bằng hiệu suất và mức tiêu thụ năng lượng, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong các môi trường từ xa hoặc bị hạn chế. Hỗ trợ Runtime D3 (RTD3) cho phép thiết bị chuyển sang trạng thái không hoạt động với mức tiêu thụ năng lượng bằng không, tiết kiệm năng lượng hơn nữa khi không sử dụng.
Các trạng thái nguồn NVMe đặc biệt có giá trị khi hiệu quả sử dụng năng lượng và quản lý nhiệt là những ưu tiên hàng đầu. Ví dụ, trên các thiết bị biên, khả năng nhanh chóng chuyển sang các trạng thái nguồn thấp hơn trong thời gian không hoạt động có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng — điều quan trọng đối với các thiết bị hoạt động trong môi trường từ xa hoặc khắc nghiệt với nguồn điện hạn chế. Điều này có thể thực hiện được thông qua các tính năng như Quản lý Nguồn Trạng thái Hoạt động PCIe (ASPM) và các trạng thái nguồn thấp như L1.1 và L1.2, giúp giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng. Việc quản lý nguồn và nhiệt lượng tỏa ra trên ISS là rất cần thiết do môi trường hạn chế và được kiểm soát của nó. Các trạng thái nguồn NVMe có thể giúp điều chỉnh mức tiêu thụ năng lượng của SSD để quản lý công suất thiết kế nhiệt (TDP) và tối ưu hóa ngân sách năng lượng tổng thể, đảm bảo SSD hoạt động hiệu quả mà không bị quá nóng.
Trong các môi trường chuyên dụng này, các trạng thái nguồn NVMe cung cấp một cách linh hoạt, hiệu quả để quản lý mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị NVMe. Bằng cách sử dụng các trạng thái này, các thiết bị có thể cân bằng hiệu suất và hiệu quả sử dụng năng lượng, làm cho chúng phù hợp với nhiều ứng dụng — từ điện toán biên đến các nhiệm vụ không gian. Khả năng điều chỉnh động các trạng thái nguồn dựa trên các điều kiện thời gian thực đảm bảo các thiết bị NVMe có thể đáp ứng các yêu cầu khác nhau của các môi trường khác nhau trong khi tối ưu hóa cho hiệu quả sử dụng năng lượng và quản lý nhiệt.
Ngoài các trạng thái nguồn NVMe, Nhiệt độ Tổng hợp và Nhiệt độ Tiếp xúc là chìa khóa để quản lý hiệu suất nhiệt của SSD NVMe trong các mẫu doanh nghiệp hiện đại. Nhiệt độ Tiếp xúc đề cập đến nhiệt độ vỏ ngoài của SSD. Solidigm đã đi tiên phong trong việc áp dụng các tiêu chuẩn Nhiệt độ Tiếp xúc mới, cao hơn. Ví dụ, Nhiệt độ Tiếp xúc được đặt tại nhà máy cho Solidigm D5-P5336 là 80°C. Giới hạn cao hơn này cho phép SSD được làm mát với ít luồng không khí hơn hoặc hoạt động ở nhiệt độ môi trường cao hơn. Sự linh hoạt này cho phép các trung tâm dữ liệu tinh chỉnh các chiến lược làm mát, cải thiện quản lý nhiệt tổng thể, có khả năng giảm chi phí làm mát và kéo dài độ tin cậy cũng như tuổi thọ của SSD.
Quản lý Trạng thái Nguồn Hoạt động NVMe
Trong môi trường thử nghiệm Linux chạy Ubuntu 22.04, chúng tôi đã sử dụng bộ công cụ NVMe để thăm dò ổ đĩa và xem hoặc sửa đổi các trạng thái nguồn của D5-P5336. Như được hiển thị bên dưới, ổ đĩa hỗ trợ các trạng thái 0, 1 và 2 — với trạng thái 0 là ít hạn chế nhất và trạng thái 2 là hạn chế nhất.
Đối với Solidigm 61,44 TB D5-P5336, PS0 là 25W, PS1 là 15W và PS2 là 10W. Ổ đĩa ở chế độ chờ khoảng 5,5W, vì vậy khi các chế độ nguồn trở nên hạn chế hơn, SSD có ít năng lượng hơn cho các hoạt động đọc và ghi NAND. Các hoạt động ghi bị ảnh hưởng nhiều nhất, vì việc ghi vào NAND tiêu thụ nhiều năng lượng hơn việc đọc từ đó.
Lệnh để kiểm tra trạng thái nguồn hiện tại của SSD Solidigm D5-P5336 của chúng tôi được hiển thị bên dưới. Giá trị hiện tại là 00000000 cho biết ổ đĩa đang ở PS0, chế độ 25W cao nhất.
Một lệnh tương tự được sử dụng để thay đổi trạng thái nguồn, với số cuối cùng đại diện cho chế độ nguồn mong muốn. Ví dụ, lệnh bên dưới đặt SSD Solidigm D5-P5336 thành PS0. Để sử dụng các chế độ nguồn 1 hoặc 2, hãy điều chỉnh giá trị —value= để khớp với chế độ chính xác.
Ảnh hưởng của Trạng thái Nguồn đến Hiệu suất
Để đo lường cách các trạng thái nguồn ảnh hưởng đến việc sử dụng năng lượng và hiệu suất của SSD Solidigm D5-P5336 61,44TB, chúng tôi đã trang bị cho Dell PowerEdge R760 24 SSD. Chạy Ubuntu và trình tạo khối lượng công việc FIO, chúng tôi có thể dễ dàng chạy một khối lượng công việc nhất quán trên tất cả các SSD và điều chỉnh chế độ nguồn theo thời gian thực.
Dell PowerEdge Solidigm P5336
Chúng tôi đã sử dụng tính năng giám sát nguồn tích hợp của Dell trong hệ thống quản lý iDRAC9 của máy chủ để theo dõi nguồn ở cấp hệ thống.
Nguồn Dell PowerEdge iDRAC
Chúng tôi tập trung vào các khối lượng công việc băng thông đọc và ghi tuần tự, sử dụng kích thước khối 128K trên mỗi ổ đĩa, sau đó đo lường hiệu suất tổng hợp trên tất cả 24 SSD. Cần lưu ý rằng cấu hình Dell PowerEdge R760 cụ thể này — với 24 khay NVMe — sử dụng bộ chuyển mạch PCIe thay vì các khay NVMe được kết nối trực tiếp. Do đó, băng thông tổng thể được đo lường bão hòa các làn bộ chuyển mạch PCIe có sẵn trước khi đến các ổ đĩa. Điều này ảnh hưởng đến hiệu suất đọc tổng thể mà chúng tôi ghi nhận so với bảng thông số kỹ thuật của Solidigm P5536, nhưng tốc độ ghi tổng hợp vẫn dưới giới hạn đó.
| Tổng Watt | Tốc độ ghi | Đọc GB/s | Watt Trên cơ sở |
Watt/Ổ đĩa (với chi phí hệ thống) |
|
|---|---|---|---|---|---|
| Không có ổ đĩa | 462 | – | – | – | – |
| Đã cài đặt ổ đĩa | 594 | – | – | 132 | 5,5 |
| 24x Đọc tuần tự PS0 | 858 | – | 109GB/s | 396 | 16,5 |
| 24x Đọc tuần tự PS1 | 858 | – | 105GB/s | 396 | 16,5 |
| 24x Đọc tuần tự PS2 | 759 | – | 79,8GB/s | 297 | 12,375 |
| 24x Ghi tuần tự PS0 | 1089 | 82,5GB/s | – | 627 | 26,125 |
| 24x Ghi tuần tự PS1 | 825 | 34,4GB/s | – | 363 | 15,125 |
| 24x Ghi tuần tự PS2 | 726 | 17,3GB/s | – | 264 | 11 |
Nhìn lại bài viết của chúng tôi về lợi ích của việc chuyển đổi một nền tảng làm mát bằng không khí sang làm mát bằng chất lỏng trực tiếp, chúng tôi đã quan sát thấy sự cải thiện hiệu suất CPU nhỏ cùng với việc tiết kiệm năng lượng 200 watt. Năng lượng là một tài nguyên quý giá trong thế hệ máy chủ tập trung vào AI mới, thường phân bổ tất cả các tài nguyên có sẵn cho GPU và CPU cao cấp. Trong các trung tâm dữ liệu đang ở hoặc gần giới hạn ngân sách năng lượng làm mát bằng không khí của họ, việc chuyển sang DLC giải phóng năng lượng cho phép máy chủ chứa nhiều SSD hơn với cùng một dấu chân năng lượng như máy chủ làm mát bằng không khí.
solidigm làm mát bằng chất lỏng coolit CDU
Việc tiết kiệm 200 watt có thể tăng đáng kể mật độ lưu trữ: đối với các khối lượng công việc ưu tiên đọc, khoản tiết kiệm này cho phép bạn tăng gấp đôi dung lượng lưu trữ từ 12 lên 24 SSD trong máy chủ làm mát bằng chất lỏng so với máy chủ làm mát bằng không khí. Với Solidigm D5-P5336, máy chủ 24 khay này tăng dung lượng lưu trữ từ 737TB lên 1.474TB nhờ vòng lặp chất lỏng. Đối với các khối lượng công việc ưu tiên ghi, bạn có thể thêm khoảng tám SSD nữa. Các số liệu này áp dụng cho các chế độ nguồn cơ bản, vì vậy nếu bạn sẵn sàng giảm hiệu suất ghi ở mức cao nhất, bạn có thể dễ dàng trang bị cho máy chủ 24 SSD ngay cả đối với các tác vụ ưu tiên ghi.
Kết luận
Thử nghiệm của chúng tôi với SSD Solidigm D5-P5336 cho thấy việc quản lý các trạng thái nguồn NVMe có thể cải thiện đáng kể hiệu quả sử dụng năng lượng mà không ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất. Các nhà vận hành trung tâm dữ liệu tìm cách tối đa hóa hiệu quả sử dụng năng lượng có thể sử dụng các trạng thái nguồn này để tăng mật độ lưu trữ hoặc giảm chi phí vận hành — đặc biệt là trong các môi trường tập trung vào AI, nơi năng lượng khan hiếm. SSD mật độ cao của Solidigm rất phù hợp với điều này, mang lại hiệu quả terabyte trên watt mạnh mẽ, đặc biệt khi kết hợp với các công nghệ làm mát bằng chất lỏng hiện đại.
Phát hiện của chúng tôi cho thấy ngay cả những điều chỉnh nhỏ đối với các trạng thái nguồn cũng có thể mang lại khoản tiết kiệm năng lượng đáng kể, điều này rất quan trọng trong các môi trường có nguồn điện hạn chế. Việc tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng tổng thể của máy chủ không chỉ tăng mật độ lưu trữ mà còn hỗ trợ các hoạt động trung tâm dữ liệu bền vững hơn.
Dell PowerEdge Solidigm P5336 Đơn
Quản lý năng lượng ngày càng trở nên quan trọng khi các máy chủ hiện đại bị đẩy đến giới hạn của chúng — đặc biệt là trong các khối lượng công việc do AI điều khiển. Kết hợp làm mát bằng chất lỏng với quản lý SSD hiệu quả cung cấp một con đường để các trung tâm dữ liệu mở rộng hiệu suất và mật độ lưu trữ mà không vượt quá ngân sách năng lượng.
Bạn có thể xem bản demo đầy đủ các công nghệ này trực tiếp tại OCP 2024, nơi chúng tôi sẽ giới thiệu cách làm mát bằng chất lỏng và SSD của Solidigm có thể đóng vai trò nền tảng cho hiệu quả sử dụng năng lượng trong trung tâm dữ liệu hiện đại.
Công ty TNHH Công nghệ Bắc Kinh Qianxing Jietong
Sandy Yang/Giám đốc Chiến lược Toàn cầu
WhatsApp / WeChat: +86 13426366826
Email: yangyd@qianxingdata.com
Website: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com
Sandy Yang/Giám đốc Chiến lược Toàn cầu
WhatsApp / WeChat: +86 13426366826
Email: yangyd@qianxingdata.com
Website: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com
Trọng tâm Kinh doanh:
Phân phối Sản phẩm ICT/Tích hợp Hệ thống & Dịch vụ/Giải pháp Cơ sở hạ tầng
Với hơn 20 năm kinh nghiệm phân phối CNTT, chúng tôi hợp tác với các thương hiệu hàng đầu toàn cầu để cung cấp các sản phẩm đáng tin cậy và dịch vụ chuyên nghiệp.
“Sử dụng Công nghệ để Xây dựng Thế giới Thông minh”Nhà cung cấp Dịch vụ Sản phẩm ICT Đáng tin cậy của Bạn!