服務器能源利用率低下,往往是因為它們沒有被充分利用,但“核心休眠”技術可以幫助解決能耗問題。
大多數工作負載都需要面對計算高峰期與低谷的情況,即使在高度虛擬化的環境中也如此,這也意味著可能某些處理器核心在某些時刻是閑置的。考慮到CPU是能源消耗和發熱大戶,有必要限制其對能源的浪費。諸如Windows Server 2008 R2和Windows 7操作系統,具備核心休眠技術,可以潛在的節約能源并降低未充分運行服務器所產生的熱量。
核心休眠技術的核心思想
操作系統負責分配系統處理線程到可用的處理器核心——本質上是將應用程序的計算負載提交給可用的CPU。問題在于,那些沒有在處理業務的CPU核心,也正以滿負荷的狀態消耗能量(并產生同樣的熱量),這意味著大量的能源浪費。核心休眠技術的理念是,將可用核心填滿線程,讓沒有線程或中斷需要處理的核心進入某種深度節能狀態。
例如,如果服務器上有兩個CPU核心,但操作系統只能讓其中一個保持忙碌,那么系統基本上可以關閉一個核心(或停止),讓余下那個核心完成系統負載。被停止的核心則幾乎不耗電,也不產生熱量。
核心休眠算是一種動態活動。隨著系統負載增加,休眠的核心可以被激活并提供額外的計算資源,當計算負載降低時,再進入休眠狀態。
監控與控制核心休眠
IT管理員可以通過Windows資源監視器來檢查每個核心的狀態。圖表中顯示每個CPU的使用狀態,暫停的核心會被標識為”Parked”。另一種方法是通過Windows性能監視器(perfmon.exe)來觀察哪個核心正在工作或者處于休眠狀態。休眠狀態計算器位于處理器信息性能計數器分組中。
核心休眠是Windows Server 2008R2和Windows 7功能的一部分,所以不需要安裝額外的工具或組件,該功能默認啟用,基于系統選擇的電源方案。選擇平衡電源使用方案的電腦默認都會開啟核心休眠技術,選擇高性能電源方案的則不會啟用核心休眠。
按照慣例,性能敏感的工作負載應使用高性能電源計劃,并會關閉核心休眠功能。這樣可以防止核心在休眠和恢復活動時造成意外的中斷或性能波動。相對的,非關鍵系統的工作負載,若存在明顯的負載高峰和低谷波動,便很容易受益于核心休眠。
核心休眠可以通過powercfg.exe程序進行管理和配置。禁止核心休眠的基本方法,通過powercfg.exe設置用于休眠核心的最低百分比為100%,命令行操作方法如下:
powercfg -setacvalueindex scheme_current sub_processor bc5038f7-23e0-4960-96da-33abaf5935ec 100
該命令為交流電或電池供電情景設置了參數,選擇操作當前電源方案并設置最小核心參數為100%。意味著在當前電源方案中,100%的處理器核心需要保持激活狀態,基本上禁止使用核心休眠功能。你可以通過下列命令獲得所有電源方案列表和十六進制字符串:
powercfg /L
powercfg /Q
Windows文檔將提供更多關于核心休眠與powercfg.exe工具的細節。
當數據中心服務器規模在數百甚至數千時,使用核心休眠,可以極大的節約能源開銷。部署了Windows Server 2008 R2的服務器在有未使用CPU核心時可以實現節能,并可在計算需求增加后重新啟動這些核心。
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本文標題:巧用核心休眠降低服務器能源開銷