CPU 전원 관리가 서버 성능에 영향을 줍니까?

피크가 아닌 시간 동안 (실시간) 데이터베이스 서버에서 간단한 핸드 벤치마킹을 수행 한 결과 쿼리가 다소 잘못된 벤치 마크 결과를 반환 하는 것을 알았습니다 .

나는 모든 서버에서 "밸런스드 (Balanced)"절전 계획을 사용하도록 설정했습니다.

나는 이것이 성능에 큰 영향을 미치지 않을 것이라고 생각했다. 그러나 CPU 절전 기능 이 일반적인 성능 ( 특히 공유 데이터베이스 서버)에 영향을 미치는 경우 그 가치가 확실하지 않습니다!

35-40 %의 부하에서도 웹 계층이 2.8Ghz @ 1.25V에서 2.0Ghz @ 1.15V로 다운 클로킹하는 것에 약간 놀랐습니다.

다운 클럭킹으로 전력을 절약 할 수있을 것으로 기대하지만,로드 레벨이 최대 클럭 속도까지 올라갈 정도로로드 레벨이 충분히 높아 보입니다.

8-cpu 데이터베이스 서버는 많은 트래픽을 가지고 있지만 CPU 사용률은 매우 낮습니다 (SQL 쿼리의 특성으로 인해 많은 쿼리가 있지만 실제로는 간단한 쿼리). 보통 10 % 이하로 앉아 있습니다. 따라서 위의 스크린 샷보다 더 많이 다운 클럭킹 된 것으로 예상됩니다. 어쨌든 전원 관리를 "고성능"으로 전환했을 때 간단한 SQL 쿼리 벤치 마크가 약 20 % 향상되었으며 실행마다 일관성이 높아졌습니다 .

CPU가 일반적으로 대부분의 서버에서 전력 소비의 1 위 또는 2 위이기 때문에 성능이 저하되지 않고 상당한 전력 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 그것은 사실이 아닙니다 . 서버의 부하가 항상 너무 커서 전원 관리 기능이 자체적으로 꺼지지 않는 한 CPU 전원 관리 기능을 사용하면 약간의 성능을 포기하게됩니다. 이 결과는 나를 놀라게했다.

서버의 CPU 전원 관리에 대한 다른 경험이나 권장 사항이 있습니까? 서버에서 켜거나 끄는 것입니까? 많은 전력을 절약하고 있습니까? 켜고 끄는 벤치마킹을 했습니까?

나는 서버에 대해 확신하지 못하지만 임베디드 장치의 현재 생각은 추가 시간이 전력 절약을 먹을 것이기 때문에 저전력과 플랫 아웃 사이의 단계를 귀찮게하지 않기 때문에 기본적으로 서버는 실제 양의 CPU 부하로 인해 가장 빠른 속도로 뒤집어 지므로 작업을 마치고 저전력으로 유휴 상태로 돌아갈 수 있습니다.

서버에서 항상 모든 유형의 전원 관리를 해제했습니다. 나는 다른 사람들이 경험 한 것에 대해 호기심이 있지만, 서버가 클럭 부족 상태 인 경우 항상 CPU를 100 %로 '증가'하는 데 약간의 지연이 있으며 데이터 센터 설정에서 이와 같은 지연이 항상 있다고 가정합니다. 용납 할 수 없습니다.

제공 한 데이터가이 가정을 지원하는 것 같습니다. 따라서 특정 테스트를 수행하지는 않았지만 Windows 또는 BIOS에서 절전 기술을 사용해서는 안됩니다. 심지어 '종료 네트워크'및 PCI 카드 설정을 매우 보수적으로 끕니다.

얼마나 많은 전력을 실제로 절약 할 수 있는가 :
이 기능이 서버의 안정성을 위험에 빠뜨릴 수 있다고 결정하면 (저는 이에 대해 경험이 있음) 에너지 절약을 위해 다른 곳을 찾아 볼 수 있습니다.

나는 당신이 가지고있는 서버의 양에 대해 얼마나 많은 에너지를 절약 할 수 있는지 알아 내려고 노력할 것입니다 (아마도 이미 이것을 했음에도 불구하고). 귀하의 답변에 게시 한 그래프는 백분율이므로 회사의 경우 실제로 절약 할 수있는 비용이 거의 없습니다. 서버가 많지 않으면 실제로 서버가 많지 않을 수 있으며 모션 활성화 조명이나 사무실에서 이와 같은 기능을 사용하면 더 많은 에너지를 절약 할 수 있습니다 (시장성이 높지는 않지만).

나는 몇 년 전 미국의 주요 자동차 회사 중 하나에 대해 읽은 것을 기억합니다. 대신이 회사는 공장 일부를 폐쇄하면 훨씬 저렴할뿐만 아니라 훨씬 더 많은 배기 가스를 절약 할 수 있음을 보여주었습니다.

디스크를 잊어 버리지 마십시오 :
또한 이러한 절전 기능이 디스크를 사용하지 않는 경우 디스크가 다운되지 않는지 확인하고 싶을 수 있습니다. 어쩌면 모든 SQL 쿼리 결과가 RAM에있는 동안 디스크가 사용되고 잠자기 상태가 될 것입니다 (그렇지만 작동하는지 확실하지 않음)? 이런 일이 발생할 수 있다면 모든 것이 다시 발생하는 동안 큰 성능 저하가 발생합니다.

서버의 부하가 항상 너무 커서 전원 관리 기능이 자체적으로 꺼지지 않는 한 CPU 전원 관리 기능을 사용하면 약간의 성능을 포기하게됩니다. 이 결과는 나를 놀라게했다.

서문 : 스피드 스텝으로 인텔 제온과 절전 성능에 대해 도약 / 일반화를하고 있습니다. Intel Xeon " Yorkfield "45nm CPU 에 대한 정보에서 EIST (Enhanced Intel SpeedStep Technology) 및 C1E (Enhanced Halt State)는 이러한 상황의 실제 원인으로 보입니다. 이러한 전원 관리 기능을 켜면 에너지 절약에 도움이되지만 CPU가로드시 에너지를 필요로 할 때 시스템이 정상적인 전압 클럭 속도 설정으로 돌아갈 것이라고 믿는 데 동의합니다. EIST와 C1E는 BIOS에서 하나 또는 옵션을 사용할 때 직관적으로 암시되지 않는 부작용이있는 것으로 보입니다. 수많은 오버 클로킹 웹 사이트를 크롤링 한 후 BIOS에서이 두 가지 설정으로 인해 약간의 좌절이 발생하는 것으로 보입니다.

에서 http://www.overclock.net/intel-cpus/376099-speedstep-guide-why-does-my-processor.html :

C1E (확장 중지 상태) : C1E는 두 구성 요소 중 더 단순합니다. BIOS에서 활성화 또는 비활성화 할 수 있으며 운영 체제와 독립적으로 수행됩니다. C1E에는 유휴 및로드의 두 가지 구성이 있습니다. CPU 사용량이 상대적으로 낮 으면이 기능은 프로세서의 승수를 가장 낮은 설정 (보통 6x)으로 낮추고 vCore를 약간 낮 춥니 다. CPU를 많이 사용하는 애플리케이션 중에는 멀티플렉서를 최대 값으로 높이고 vCore를 약간 향상시켜 보상합니다. 이 예에서 C1E는 프로세서를 FSB 6x 또는 9x에서 실행합니다 .

EIST (Enhanced Intel SpeedStep Technology) :이 기능은 매우 강력한 기능이며 다양한 절전 기능이 있습니다. 더 간단한 사촌과 마찬가지로 EIST는 CPU 전압과 승수에 영향을 줄 수 있지만 더 많은 구성 수준이 있습니다. SpeedStep은 단순한 "느리거나 빠른"설정 대신 사용 가능한 모든 승수를 활용할 수 있습니다. 이 예의 경우, EIST는 프로세서가 6, 7, 8 또는 9의 승수 로 실행될 수 있도록 하고 CPU의 요구량에 따라 사용할 것을 선택합니다. EIST는 Windows에서 제어하며 제어판에서 볼 수있는 다른 "전원 구성표"를 사용합니다.

"고성능"에 대한 성능 설정을 조정하는 동안 데이터베이스 서버에 가장 적합한 설정은 아마, 내가 EIST 및 / 또는 C1E 중 상당히 확신이에 CPU를 야기 아래는 그들이 비록도 수행 해야 정상 설정으로 사라 다시있을 때 부하 실질적으로 증가했습니다. 나에게 큰 경고는 "실질적인 부하 란 무엇인가?" overclockers.net 사이트에 따르면 EIST는 CPU 설정을 조작하는 방법에 대해 "전원 구성표"설정을 사용한다고 주장합니다. 그러나 부하의 백분율이나 CPU를 정상 전압으로 되돌릴시기를 알 수있는 기간에 대한 정보는 없습니다.

다시 말하지만, 나는 결코 인텔 CPU에 대한 주제에 대한 전문가를 해요하지만이 두 설정을 조정하는 것을 내기 할 수있는 당신에게 당신이 원하는 전력 절감을 얻을 하고 당신이 성능 해야 얻을 수를하지만, "최고의 성능"설정 고수 재부팅 할 필요없이 효과적입니다.

빠른 답변은 다음과 같습니다. 물론 절전은 성능에 영향을 미칩니다.

더 이상 대답은 재미가 없습니다. 기본적으로 설정을 시도하고 성능을 테스트하고 함께 살 수있는 것을 결정하십시오.

응용 프로그램 및 시스템은 매우 복잡하여 "예, 반응 시간 및 기타 시스템 속도에 영향을 줄 것"외에는 잘려서 건조하지 않습니다. 하드 드라이브 나 네트워크보다 훨씬 느리다면 아이디어가 나옵니다. 실제로 테스트하십시오.

항상 가능한 한 많은 서버를 VM에 연결하려고하지만 서버를 '베어 메탈'해야하는 경우 일반적으로 전체적으로 일관된 성능이 필요하거나 원합니다. 따라서 이러한 업무상 중요한 기계의 경우, 내가 겪고있는 정확한 이유로 절전 관련 항목을 절대 켜지 않습니다.

*** Bang-goes-my-green-credentials *

몇 가지:

1. 전원 관리가 OS 제어하에 있는지 BIOS를 확인하십시오. 펌웨어에 의해 관리되도록 설정되어 최적의 프로세서 전원 관리를 사용하지 않을 수 있습니다.

2. 전원 관리 관련 핫픽스가 없는지 확인하십시오. Vista / Server 2008이 출시 된 당시에는 주목할만한 것이 많이있었습니다.

3. 균형에 대한 세부 구성을 확인하십시오. 다른 절전 기능으로 인해 성능이 저하 될 수 있습니다. 이론적으로 EIST의 성능 저하는 무시할 만하지 만 SQL 데이터베이스에는 고유 한 공간이 있으며 프로세서 전원 관리에 의해 불균형하게 영향을받는 것으로 생각할 수 있습니다.

Microsoft의 일부 정보 (불행히도 Word Doc 형식)

Windows Server 2008 R2로 에너지 효율성 향상 및 전력 소비 관리

Windows Server 2008은 이전 버전 인 Windows Server 2003보다 전체적으로 에너지 효율적입니다. 기본적으로 Windows Server 2008은 "균형"절전 계획을 실행합니다.이 계획 은 가능한 한 항상 전력을 절약하면서 성능을 높이는 것을 목표로합니다. 즉, Windows Server 2008은 Windows Server 2003의 기본 설치보다 전력을 덜 사용합니다. "균형"모드는 기본적으로 제공되는 기본 (OOB) 전력 효율을 최대화하므로 기본 "균형"설정을 선택된 상태로 두는 것이 좋습니다. 대부분의 경우에.

Windows Server 2008에는 "전원 절약"및 "고성능"이라는 두 가지 추가 기본 모드가 포함되어 있는데,이 모드는 서로 다른 전원 및 성능 목표를 가지고 있으며 상황에 따라 적합 할 수 있습니다. "고성능"모드는 매우 높은 사용률로 실행되고 전력 비용에 관계없이 최대 성능을 제공해야하는 서버에 적합 할 수 있습니다. "절전 모드"모드는 실제 필요한 것보다 더 많은 성능을 가진 활용도가 적은 서버에 사용할 수 있습니다. 이 상황에서 "절전"을 사용하면 전력을 조금씩 절약 할 수 있습니다.

이러한 특정 하드웨어 수준 CPU 절전 기능은 모든 OS에서 동일하며, 전원을 켰는 지 여부에 대한 문제 일뿐입니다.

CPU 전원 관리와 CPU 전원 관리가없는 절전 그래프 :

활용도가 높을 때 CPU 전원 관리가 자동으로 꺼집니다. 그러나 분명하지 않은 점은 활용도가 낮을 ​​때 전체 서버 성능에 영향을 미치는지 여부입니다 (예 : 간단한 SQL Server 쿼리의 처리 시간).

인텔 프로세서에서 제공되는 Windows 설정 또는 Bios Speedstep을 사용해서는 안되며 AMD에 상응하는 것도 있습니다. 이로 인해 문제가 발생할 수 있으며 Speedstep을 사용하면 CPU 리소스 사용량이 일정하더라도 CPU 시계가 계속 위아래로 튀어 오르는 문제가 있습니다.

더 친환경적이고 전력을 절약하려면 모델 이름 앞에 L 문자로 지정된 저전력 프로세서 (예 : Intel의 L 54XX 시리즈 및 L 55XX 시리즈)를 사용하십시오.

편집 :이 기능이 항상 실패한다는 느낌을 주면 미안합니다. 방금 화상을 입 었으며 미션 크리티컬 시스템에서 이런 종류의 일을 할 수 없으므로 그대로 유지하려고합니다. 그것에서 멀리.

서버의 성능에 대해 이야기 할 때 몇 가지 다른 방법으로 서버를 볼 수 있습니다. 응답 시간 (네트워크 대기 시간과 유사) 및 처리량 (네트워크 대역폭과 유사)이 있습니다.

일부 Windows Server 버전에는 기본적으로 균형 전원 설정이 활성화되어 있습니다. Jeff가 지적한대로. Windows 2008 R2가 그 중 하나입니다. 요즘에는 단일 코어 인 CPU가 거의 없으므로이 설명은 단일 코어 VM을 제외하고는 거의 모든 Windows 서버에 적용됩니다. (나중에 더 자세히 설명).

균형 잡힌 전원 관리 옵션이 활성화되면 CPU는 사용중인 전원의 양을 조절하려고합니다. 이를 수행하는 방법은 "주차"라는 프로세스에서 CPU 코어의 절반을 비활성화하는 것입니다. 한 번에 CPU의 절반 만 사용 가능하므로 트래픽이 적은 시간에는 더 적은 전력을 사용합니다. 이것은 그 자체로는 문제가되지 않습니다.

문제는 CPU가 파킹되지 않을 때 시스템에서 사용 가능한 가용 CPU 사이클을 두 배로 늘리고 갑자기 시스템로드를 불균형 화하여 사용률을 70 %에서 35 %로 늘렸다는 것입니다. 시스템은이를보고 트래픽 버스트가 처리 된 후 "저는 전력을 절약하기 위해이 전화를 조금 돌려야합니다"라고 생각합니다. 그렇습니다.

여기 나쁜 부분이 있습니다. CPU 코어 내에서 불균일 한 열 및 전력 분배를 방지하기 위해 최근에 주차되지 않은 CPU를 파킹하는 경향이 있습니다. 그리고 제대로 작동하려면 CPU가 CPU 레지스터 (L1, L2 & L3 캐시)에서 다른 위치 (대부분의 주 메모리)까지 모든 것을 플러시해야합니다.

가상의 예로서 C1-C8이있는 8 코어 CPU가 있다고 가정 해 봅시다.

• 활성 : C1, C3, C5, C7
• 주차 : C2, C4, C6, C8

이러한 상황이 발생하면 모두 일정 기간 동안 활성화 된 다음 시스템이 다음과 같이 주차합니다.

• 활성 : C2, C4, C6, C8
• 주차 : C1, C3, C5, C7

그러나 그렇게하면 L1-L3 캐시에서 모든 데이터를 플러시하는 것과 관련하여 상당한 양의 오버 헤드가 발생하여 CPU 파이프 라인에서 플러시 된 프로그램에 이상한 오류가 발생하지 않습니다.

공식적인 이름 일 수도 있지만 CPU 스 래싱이라고 설명하고 싶습니다. 기본적으로 프로세서는 작업 요청을 처리하는 것보다 내부적으로 데이터를 이동하는 바쁜 작업에 더 많은 시간을 소비하고 있습니다.

요청에 대해 낮은 대기 시간이 필요한 모든 종류의 응용 프로그램이있는 경우 균형 전원 설정을 비활성화해야합니다. 이것이 문제인지 확실하지 않은 경우 다음을 수행하십시오.

1. "작업 관리자"를여십시오
2. "성능"탭을 클릭하십시오.
3. "Open Resource Monitor"를 클릭하십시오
4. "CPU"탭을 선택하십시오
5. 다양한 CPU에서 창의 오른쪽을보십시오.

당신이 그들 중 하나를 주차 볼 수 있다면, 당신은 그들 중 절반은 주어진 시간에 주차, 그들이 모두 발사되고 다른 절반은 주차된다는 것을 알 수 있습니다. 앞뒤로 번갈아 가며 나타납니다. 따라서 시스템 CPU가 스 래싱됩니다.

가상 머신 : 하이퍼 바이저의 추가 오버 헤드가 있기 때문에 가상 머신을 실행할 때이 문제가 더욱 악화됩니다. 일반적으로 VM을 실행하려면 하드웨어에 각 타임 슬라이스의 각 코어에 대해 사용 가능한 슬롯이 있어야합니다.

16 코어 하드웨어를 사용하는 경우 총 16 개 이상의 코어를 사용하여 VM을 실행할 수 있지만 각 시간 단위마다 최대 16 개의 가상 CPU 만 해당 시간 조각에 적합하며 하이퍼 바이저는 VM의 모든 코어에 맞아야합니다. 그 타임 슬라이스에 여러 타임 슬라이스에 퍼질 수 없습니다. (타임 슬라이스는 기본적으로 X CPU주기의 집합입니다. 1000 일 수도 있고 100k주기 일 수도 있습니다)

예 : 8 개의 VM이있는 16 개의 핵심 하드웨어. 6은 4 개의 가상 CPU (4C)를, 2는 8 개의 가상 CPU (8C)를 갖습니다.

타임 슬라이스 1 : 4x4C 타임 슬라이스 2 : 2x8C 타임 슬라이스 3 : 2x4C + 1x8C 타임 슬라이스 4 : 1x8C + 2x4C

하이퍼 바이저가 할 수없는 것은 타임 슬라이스 할당량의 절반을 8 개의 vCPU VM의 첫 번째 4 개의 CPU로 분할 한 후 다음 타임 슬라이스에서 나머지를 해당 VM의 다른 4 개의 vCPU에 제공하는 것입니다. 그것은 타임 슬라이스 내에서 전부 또는 아무것도 아니다.

Microsoft의 Hyper-V를 사용하는 경우 호스트 OS에서 전원 제어 설정을 활성화 할 수 있으며 이는 클라이언트 시스템으로 전파되어 영향을 미칩니다.

이것이 어떻게 작동하는지 알게되면, 균형 잡힌 전원 제어 설정을 사용하여 성능 문제를 일으키고 서버를 느리게 만드는 방법을 쉽게 알 수 있습니다. 근본적인 문제 중 하나는 데이터베이스 쿼리, 웹 서버 요청 또는 기타 다른 항목이든 서버가 들어오는 요청에 응답하기 전에 들어오는 요청이 CPU 주차 / 해제 프로세스가 완료 될 때까지 기다려야한다는 것입니다. .

때때로 시스템은 요청 도중에 CPU를 파킹 또는 언 파킹합니다. 이 경우 요청이 CPU 파이프 라인에서 시작하여 덤프 된 다음 다른 CPU 코어가 프로세스를 선택합니다. 요청이 충분하면 요청이 진행되는 동안 여러 번 발생할 수 있으며 5 초 데이터베이스 쿼리는 15 초 데이터베이스 쿼리로 변경해야합니다.

Balanced Power를 사용하면 가장 큰 문제는 시스템이 거의 모든 요청에 ​​응답하는 속도가 느리다는 것입니다.