HPE Intelligent System Tuning چیست؟

مقالات

تکنولوژی HPE Intelligent System Tuning چیست؟ کاربرد IST در سرورهای نسل 10

می خواهید بیشترین کارایی را از سرور خود ببرید و هزینه کمتری پرداخت کنید؟ جهت حفظ قدرت رقابتی خود در بازار این روزها، نیاز به بالاترین سطح عملکرد سرورهای خود خواهید داشت.

 

راهنمای مطالعه:

 

 

مانند بسیاری از سازمان ها، ممکن است راه موفقیت شما تحت تاثیر مواردی که در زیر آمده است قرار گیرد:

  • تلاش برای دستیابی به عملکرد حداکثری سرور و در عین حال کنترل هزینه ها
  • کار در محیط هایی که شخصی سازی منابع سخت افزاری متناسب با بار کاری را پشتیبانی نمیکند. با استفاده از تنظیم سیستم هوشمند اچ پی ای یا HPE Intelligent System Tuning (IST) می توانید از تمامی این محدودیت ها آزاد شوید.

برای کنترل تغییرات فرکانسی که باعث ایجاد Jitter و Latency می شود، از Advanced Performance Tuning استفاده می شود. می توانید Jitter Control را به صورت دستی یا اتوماتیک مدیریت کنید. همچنین بدون توجه به تغییر فرکانس پردازنده، میتوانید فرکانسی را برای استفاده تعیین کنید.

پیشنهاد مطالعه: علت بروز Jitter در شبکه

 

راهکارهای انقلابی IST

بر روی انواع سرور HP نسل 10 پرولینت، قابلیت اچ پی IST ارائه شده است که مجموعه جدیدی از قابلیت های انقلابی از جمله؛ سطح بالاتری از عملکرد، چابکی و کنترل بیشتر در محیط سرور را ارائه می دهد.

جدول پیش نیازهای مدیریت عملکرد

 

1.Select servers only; requires high performance heatsinks and fans.

2.Select Intel processors only (end of life 2019).

3.The iLO web interface Performance page is not available on servers without Innovation Engine support. To verify Innovation Engine support, look for the Innovation Engine firmware on the Installed Firmware page.

 

با استفاده از این ویژگی های جدید IST:

  • عملکرد سرورها را به صورت دینامیک با توجه به نیاز هر بار کاری تنظیم کرده و هر یک را مطابقت دهید.
  • صرفه جویی در هزینه ها را شاهد خواهید بود.
  • عملکرد سرور را کاملاً بهبود خواهد بخشید.

بطور کلی برای مدیریت بهتر Performance در سرورهای نسل 10 و Tune کردن آنها از تکنولوژی IST استفاده شده است. این تکنولوژی شامل بخش های؛ Workload matching، Jitter smoothing، Performance monitoring، Workload advisor، Core boosting می باشد. البته در ادامه به 3 فاکتور تاثیر گذار و مهم خواهیم پرداخت.

 

هموار سازی عملکرد jitter ها

شرکت هیولت پکارد ویژگی کنترل جیتر پردازنده را بر روی سرورهای نسل 10 خود معرفی کرده و مزیت هایی نظیر فرکانس بالاتر و Jitter کمتر را برای مشتریان خود فراهم نموده است. ویژگی های ذکر شده بر روی سرورهای نسل 10 اچ پی که از پردازنده های Intel Xeon Scalable Processor ها استفاده میکنند در دسترس است. متاسفانه سرورهایی که از پردازنده های AMD استفاده میکنند مانند DL360 از این قابلیت Processor Jitter Control پشتیبانی نمیکنند.

در تصویر زیر، Processor Jitter Control در سرور HPE ProLiant DL360 Gen10 که دارای پردازنده مقیاس پذیر اینتل زئون Platinum 8180 می باشد مورد بررسی قرار گرفته است.

نتایج بکار گیری Processor Jitter Control

ویژگی های ارائه شده در قابلیت کنترل نوسان در فرکانس سی پی یو به مشتریان کمک کرده تا میزان Jitter ایجاد شده را حذف یا کاهش دهند، که همزمان کاهش زمان پاسخ گویی و توان عملیاتی بالاتر در پهنای باند را فراهم میکند. فعال کردن Processor Jitter Control ممکن است نیاز به تنظیمات در بخش مدیریت سیستم عامل سرور داشته باشد.

اگر کسب و کار شما نیاز به سرعت بسیار بالا دارد – high-frequency trading یا خرید و فروش با فرکانس بالا- هر میکروثانیه تاثیر گذار خواهد بود. برای این منظور ممکن است بخواهید از حالت اینتل توربو بوست برای تامین سرعت مورد نیاز استفاده کنید، اما همگام سازی مشکل خواهد بود.

به عنوان مثال، هنگام استفاده از Intel Turbo Boost، ایجاد تغییرات در حجم کاری وابسطه به تغییر در فرکانس پردازنده ها می باشد. هر تغییر در فرکانس، میتواند منجر به بروز Latency ناخواسته شود که در اصطلاح به این خرابی ها و نوسانات ایجاد شده jitter گفته می شود.

لایسنس Premium Security Edition، سطح نوسانات و فرکانس را متعادل میکند، jitter را کاهش می دهد و مشکلات ایجاد شده به علت تاخیر در حالت Intel Turbo Boost را کاهش می دهد.

در تصویر زیر میزان زمان تاخیر بررسی شده با ابزار HPE Timetest بدون Jitter Control و با Turbo Boost در Auto-tuned mode محاسبه شده است.

 

مقایسه زمان تاخیر بعد از  بکار گیری Processor Jitter Control

Jitter Smoothing نوسان فرکانس پردازنده را به حداقل رسانده و می تواند فرکانس Processor اینتل را تا 12% بیش از حد استاندارد ارتقاء بخشیده و latency را در عملکرد پردازنده به کمترین سطح برساند. با استفاده از Core Boosting تا 14% عملکرد محاسباتی بالاتری را بدست می آورید. در برخی موارد، Jitter Smoothing حتی میتواند پهنای باند workload را از حالت Intel Turbo Boost در سطح بالاتری ارائه کند و به تنهایی باعث بهبود عملکرد گردد.

 

فاکتورهای تاثیر گذار که باعث ایجاد jitter می شوند؟

پردازنده های اینتل هر زمان که operating frequency را تغییر می دهند، jitter را در هسته ایجاد می کند. چندین علت برای یک پردازنده وجود دارد تا به صورت دینامیک فرکانس ها را در طول زمان تغییر دهند. برخی از منابع که درخواست تغییر فرکانس را دارند توسط نرم افزار هدایت شده، در حالیکه برخی دیگر توسط خود پردازنده هدایت میشوند.

P-states and power management

P-stateها عملکرد از پیش تعریف شده هستند و توسط پروسسور در اختیار Software قرار میگیرند تا میزان عملکرد پردازنده را کنترل کرده و بهره وری عملکرد منابع را مدیریت و در مصرف برق صرفه جویی کنند. Performance state متفاوتی برای عملکرد پردازنده ها و فرکانس های عملیاتی وجود دارد.

Turbo Boost

قابلیت اینتل توربو بوست با ایجاد شرایط خاصی، امکان افزایش فرکانس بالاتر از فرکانس اصلی اعلامی را فراهم میکند. این شرایط شامل میزان گرمای به هدر رفته، دمای قطعه و Core های فعال (غیر فعال و idle) می باشد. هنگامی که حجم های کاری بر روی پردازنده هایی با شرایط فعال Turbo Boost در حال اجرا هستند، پردازنده بین فرکانس های بالاتر موجود بصورت ناگهانی سوئیچ می کند. این تغییر با لودکاری همزمان می باشد و موجب ایجاد jitter و تاخیر مواجه میشود.

نمایش تاخیر ایجاد شده به علت نوسان فرکانس پردازنده

بالانس بودن و تنظیم نوسانات فرکانسی باعث کاهش jitter میشود و مشکلات ناشی از زمان تاخیر را در زمان استفاده از مد Intel Turbo Boost که از یک تکنولوژی که در انتظار ثبت اختراعی (Patent-Pending) است استفاده میکند به حداقل میرساند.

C-states

C-states حالتهای پیش فرض برای صرفه جویی در مصرف انرژی هستند که پردازنده به برنامه مدیریت منابع انرژی پیشنهاد می دهد تا وقتی هسته پردازنده در حالت idle می باشد، سیستم عامل از آن استفاده کند. Operating System پردازنده را در یکی از حالت های پیشنهادی C-State قرار می دهد که هر چه این حالت عمیق تر باشد صرفه جویی بیشتری در مصرف برق می شود، اما هزینه زمان تاخیر برای بازگشت مجدد به حالت عملیاتی نیز باید در نظر گرفته شود. همچنین همانطور که باعث صرفه جویی در مصرف منابع انرژی می شوند، C-state ها کاهش فرکانس در پردازنده اینتل را نیز ایجاد می کند.

سی پی یو در زمان بازگشت از حالت C-state، کمترین فرکانس موجود را دارا می باشد و میبایست یک تغییر فرکانسی اضافی برای بازگشت به حالت P-state توسط نرم افزار مدیریت منابع درخواست کند.

گزینه C-state بهتر است در زمانی که از پردازنده استفاده نمی شود استفاده شود و میتوان گفت که ورود و خروج از این وضعیت خود موجب ایجاد jitter می شود.

Power and Thermal events

پردازنده همواره در تلاش است تا فراتر از محدودیت های خود کار کند و از فرکانسی استفاده کند تا در برابر دما و شرایط Overcurrent، خود را حفظ کند. تغییرات فرکانس میزان استرسی را که حجم کاری میتواند بر روی Host ایجاد کند را کنترل می کند. عوامل مختلفی بر ایجاد دمای بالاتر و  شرایط نامناسب تاثیر گذار می باشند. فاکتورهایی مانند؛ دمای محیط سرور، جریان هوا و سایر عوامل همگی بر دمای پردازنده نقش دارند.

شاید حال این سوال مطرح باشد که چه زمانی overcurrent event پیش می آید؟ زمانی که تقاضاهای حجم کاری زیاد است و نیاز به منابع برق را افزایش می دهد و در نتیجه منابع موجود خود پردازنده نیز استفاده می شود. همچنین اگر Turbo Boost فعال باشد و پردازنده بخواهد در زمان اجرای بار کاری خاص عملکرد حداکثری ایجاد کند، مصرف انرژی نیز بالاتر خواهد رفت.

Advanced Vector Extensions

پردازنده های سرور دارای Advanced Vector Extensions (AVX) می باشند که فرآیند پیچیده ای دارد و باعث افزایش مصرف برق در درون پردازنده می شود. در صورت عدم کنترل، این دستورالعمل، مصرف برق پردازنده را به بالاترین سطح می رساند، نیاز به overcurrent throttling می باشد. بجای throttling، پردازنده ها معمولاً هسته ها را مجبور میکنند تا با فرکانس پایین تر کار کنند و هر زمان که این دستورالعمل ها اجرا شوند، این عمل مصرف منابع انرژی را محدود میکند.

در پردازنده های اینتل، استفاده از فناوری AVX باعث می شود پردازنده به صورت اتوماتیک فرکانس را محدود کند. این دستورالعمل باعث محدود کردن و در نتیجه کاهش فرکانس پردازنده شده و در نهایت باعث ایجاد Jitter می شود.

 

عملکرد حداکثری همزمان با کاهش هزینه ها

عملکرد Core را در پردازنده ها به حداکثر میزان خود برسانید. Core Boosting برای محیط های مجازی، محاسباتی با عملکرد بالا و تجزیه و تحلیل Big Data که نیاز به حداکثر عملکر پردازنده دارند، ایده آل می باشد.

Core Boosting نتیجه همکاری شرکت HPE و Intel می باشد، یک فناوری منحصر به فرد برای اچ پی ای می باشد که عملکرد بالاتر در هسته سی پی یو بدون اورکلاک یا overclocking که منجر به بالا رفتن سرعت پردازنده می گردد، امکانپذیر می کند. با استفاده از این ویژگی می توانید تا 10% در Virtual Machines (VMs) و 14% در عملکرد های محاسباتی شاهد باشید.

آن دسته از سرورهای hpe که از پردازنده های 16 هسته ای 6143 یا مدل 8165 که دارای 24 هسته ای، فن های High Performance ،‌HPE iLO5 پشتیبانی میکنند و دارای لایسنس iLO Advance و iLO Advance Premium Security Edition می باشند، مانند سرور DL380 gen10 و برخی مدل های Apollo اچ پی قابل استفاده می باشد.

همچنین تقویت هسته به کاهش هزینه تهیه لایسنس منجر می شود. هزینه تهیه لایسنس های core-based تا 100ها هزار دلار در سال می تواند کاهش یابد و همان سطح پردازش را با استفاده از هسته کمتر داشته باشید.

درک نیازهای سیستم

برای مطابقت Workload با نیازهای اجرایی موارد زیر می بایست بر روی سرور وجود داشته باشد.

  • سرور پرولینت نسل 10 اچ پی
  • HPE Integrated Lights Out (iLO) 5

برای بهره گیری و اجرای Jitter Smoothing به موارد زیر نیاز می باشد.

  • پردازنده Intel نصب بر روی سرور های HPE ProLiant DL & ML Gen10 Servers
  • HPE iLO 5
  • لایسنس HPE iLO Advanced یا Advanced Premium Security Edition

نیازمندی ها برای Core Boosting:

  • وارد تنظیمات سرور نسل 10 شوید.
  • پردازنده 16 هسته ای Intel® Xeon® Scalable 6143 Gold یا پردازنده 24 هسته ای Intel Xeon Scalable 8165 Platinum
  • HPE iLO 5
  • هیت سینک High Performance و Fan ها
  • لایسنس iLO Advanced یا Advanced Premium Security

مدل پردازنده های مقیاس پذیر اینتل زئون که از Core Boosting پشتیبانی می کنند:

در جدول زیر مشخـص شده است که کدام مدل سـرورهای نسـل 10 اچ‌پی توانایی پشتیبانی از پردازنده‌های اینتل زئون مقیـاس‌پذیر با قابلیـت  Core B­­oosting SKU را دارا می باشند.

Workload matching چیست؟

تنظیمات پیش فرض موجود در BIOS سرورهای شرکت Hewlett Packard Enterprise، نقش ایجاد بالانس عملکرد و صرف انرژی را فراهم میکند. این تنظیمات را میتوان متناسب با لود کاری روی سرور به صورت مجزا تنظیم کرد. سرورهای نسل 10 HP و نسخه های بعدی، گزینه پیکربندی کنترل Processor Jitter از طریق برنامه UEFI را برای کمک به Tune کردن سرورها از طریق BIOS setting و با استفاده از پروفایل workload-based tuning پیشنهاد می کند. در این حالت به غیر از پیش فرض های موجود در بایوس میتوانید متناسب با هر workload تنظیمات خاصی را پیاده سازی کنید و در این حالت میتوانید به تفاوت اساسی در عملکرد پی ببرید.

فاکتورهای موجود در سرور که بر روی بالا رفتن عملکرد لود کاری تاثیر گذارند؛

General Power Efficient Compute

تنظیمات اولیه مدیریت عملکرد و منبع تغذیه در این بخش انجام می شود. بیشتر برای کاربرانی که تنظیمات BIOS را برای مطابقت با بارهای کاری تنظیم نمی کنند، توصیه می شود.

General Peak Frequency Compute

برای دستیابی به حداکثر فرکانس ممکن برای هر Core به صورت مجزا، از تنظیمات عملکرد و مدیریت پاور استفاده می شود. برای لود های کاری که به محاسبات سریعتر نیاز دارند توصیه می شود.

General Throughput Compute

برای دستیابی به حداکثر پهنای باند پایدار، از تنظیمات Performance/Power استفاده میشود. بهینه سازی شده برای پشتیبانی از NUMA (non-uniform memory access) می باشد.

Virtualization – Power Efficient

تنظیمات عملکرد برای فعال سازی تمام گزینه های مجازی سازی اعمال می شود. بخش مدیریت Power برای جلوگیری از تداخل virtualization می باشد و برای این محیط ها مناسب است. وقتی تنظیمات لود کاری را در پروفایل انتخاب می کنید دیگر امکان فعال سازی گزینه Processor Jitter Control Mode نمی باشد.

Virtualization – Max Performance

این گزینه برای محیط های مجازی سازی مناسب می باشد. تنظیمات عملکرد را برای تمامی گزینه های مجازی سازی اعمال میکند و تنظیمات منابع تغذیه را برای عملکرد بهتر غیر فعال می سازد.

Low Latency

سرعت و  پهنای باند را کاهش می دهد و مدیریت انرژی را غیر فعال می کند تا تاخیر در زمان محاسباتی را به حداقل برسانند. برای بار های کاری RTOS (Real-Time Operating Systems) یا سایر تسک هایی که latency sensitive هستند توصیه می شود.

Mission Critical

ویژگی های حافظه پیشرفته RAS که مخفف کلمات reliability ، availability و serviceability می باشد را مدیریت می کند. این پروفایل برای سازمان هایی می باشد که نیاز به تنظیماتی بیشتر از پیش فرض های اصلی سرور دارند و قابلیت اطمینان بیشتری در زمان عملکرد از سرور خود و برای دیتاهای حساس و مهم خود انتظار دارند.

Transactional Application Processing

فرکانس و پهنای باند در این بخش مدیریت می شود. برای محیط هایی که دارای برنامه های پرداخت آنلاین و نقل و انتقال پول می باشند یا به اصطلاح LTOP و نیاز به یک دیتا سنتر در سمت Back-end دارند، توصیه میشود.

High Performance Compute (HPC)

مدیریت انرژی را برای بهینه سازی پهنای باند و ظرفیت محاسباتی پردازنده ها غیر فعال می کند. برای کاربران دارای محیط های سنتی  HPC توصیه می شود.

Decision Support

این بخش برای سازمان هایی می باشد که دارای Enterprise Business Database (Business Intelligence) هستند و بر روی دسترسی و کارکرد به انبار داده ها مانند داده کاوی یا OLAP که همان پردازش تحلیلی آنلاین اطلاعات می باشد متمرکزند.

Graphic Processing

در این بخش مدیریت منابع انرژی و مجازی سازی برای بهینه سازی پهنای باند I/O و مموری غیر فعال می شوند. برای کسب و کارهایی که لود کاری بر روی سرور هایشان که دارای GPU یا پردازند های گرافیکی هستند استفاده می شود و توصیه شده است.

I/O Throughput

امکان مدیریت انرژی که بر روی لینک های ورودی/خروجی و حافظه تاثیر گذار است را غیر فعال می کند. برای تنظیماتی که به حداکثر توان پهنای باند میان I/O و Memory بستگی دارند توصیه می شود.

Custom

این بخش پروفایل بارکاری را غیر فعال می کند. برای کسب و کارهایی که میخواهند از گزینه تنظیمات خاص BIOS استفاده کنند، توصیه می شود.

 

نحوه انجام تنظیمات لود‌کاری با استفاده از iLO‌۵ و Intelligent Provisioning

 

پیش نیازها

  • سطح دسترسی را در بخش تنظیمات iLO پیکربندی کنید.
  • Host BIOS privilege
  • سطح دسترسی ریموت کنسول
  • نسخه 1.20 یا بالاتر سیستم ROM یا بایوس نصب شده باشد.
  • سرور دارای Innovation Engine support باشد.

صفحه Performance در سرورهایی که از Innovation Engine support برخوردار نیستند، در دسترس نمی باشد. برای تایید Innovation Engine support، باید فریمور آن در صفحه Firmware نصب شده باشد.

  • MCTP discovery فعال باشد.
  • سرور در حالت روشن و POST کامل شده باشد.
  • آخرین ورژن Intelligent Provisioning نصب شده باشد.

نحوه انجام تنظیمات

  • بر روی بخش Performance در ساید بار کلیک کنید. تب تنظیمات iLO نمایش داده می شود.
  • روی تنظیمات کلیک کنید.
  • برای اجرای Intelligent Provisioning، روی گزینه پیکر بندی در حالت Always On کلیک کنید. اینترفیس تحت وب Intelligent Provisioning در یک پنجره جدید مرورگر باز خواهد شد.
  • بر روی Perform Maintenance کلیک کنید.
  • پیکربندی BIOS/Platform را انتخاب کرده و صفحه تنظیمات باز خواهد شد.
  • بخش پروفایل را از لیست Workload Profile انتخاب کنید.

توجه داشته باشید؛ با انتخاب گزینه پیکربندی اتوماتیک برای پروفایل لود کاری، سرور گزینه های بسیاری را در بخش RBSU Power و Performance در اختیارتان می گذارد.

در صفحه Optionها؛ برای اینکه بتوانید به صورت شخصی گزینه های مورد نظر در بخش منابع و عملکرد را اصلاح کنید، از لیست Workload Profile، گزینه Custom را انتخاب کنید

برای مشاهده تنظیمات قبلی و جدید می توانید روی View Change کلیک کنید.

  • بر روی بروز رسانی کلیک کنید.

Intelligent Provisioning تغییرات را اعمال کرده و از طریق نوتیفیکیشنی به شما اطلاع می دهد که برای اجرای تغییرات نیاز به راه اندازی مجدد سرور نیاز است.

  • سرور را مجدداً راه اندازی کنید.

 

نحوه پیکربندی کنترل Processor Jitter از طریق برنامه‌های UEFI System

 

قبل از انجام تنظیمات از طریق نرم‌افزار UEFI از نصب بودن لایسنس iLO خود مطمئن شوید.

  • ابتدا سرور را مجدد راه اندازی کنید یا روشن کنید.
  • هنگامی که صفحه POST بر روی صفحه ظاهر شد، F9 را بزنید.

صفحه UEFI System Utilities ظاهر خواهد شد.

  • روی System Configuration > BIOS/Platform Configuration (RBSU) > Power and Performance Options >Advanced Performance Tuning Options کلیک کنید.

گزینه های کنترل jitter پردازنده و Processor Jitter Control Frequency در صورت پشتیبانی سرور از jitter control در دسترس می باشد.

  • گزینه Processor Jitter Control را پیکر بندی کنید.

در این بخش سه حالت؛ Disabled ،Auto tuned و Manual-mode برای تنظیمات در اختیار شما قرار می گیرد.

با فعال کردن مد Auto-tuned و Manual-mode گزینه Processor Jitter Control Frequency فعال می شود. تنظیمات فوق امکان انتخاب فرکانس مورد نظر برای حالت manual-tuned یا حالت maximum frequency برای حالت تنظیمات خودکار در اختیارتان می گذارد. فرکانس با واحد مگاهرتز وارد می شود و فرمور سیستم به نزدیک ترین فرکانس مجاز پردازنده تبدیل می شود.

به عنوان مثال، پردازنده های مقیاس پذیر Intel Xeon از برنامه نویسی فرکانسی در 100 مگاهرتز پشتیبانی می کنند. اگر کاربر 2.050 MHz وارد کند، در صورت پشتیبانی پردازنده، فرکانس حاصل 2.100 MHz خواهد بود.

  • Processor Jitter Control Frequency را وارد کنید.
  • برای ذخیره تغییرات، دستورالعمل های روی صفحه را دنبال کنید.

سوالات متداول

تکنولوژی های Turbo Boosting و Hyper-Threading در پردازنده های اینتل چیست؟

Turbo Boos نام تجاری ویژگی تکنولوژی است که بر روی سی پی یو های اینتل وجود دارد و زمانی این ویژگی به صورت خودکار اجرا می شود که می خواهد نسخه خاصی از فرکانس عملکرد پردازنده را افزایش دهد و وابستگی مستقیم با وظایف درخواست شده دارد.
Hyper-Threading تکنولوژی Intel یک نوآوری سخت افزاری است که اجازه میدهد تا بیش از یک Thread بر روی هر هسته اجرا شود. این بدان معناست که هر چه Thread بیشتر باشد کارهای بیشتری به طور موازی انجام می شوند.

حافظه کش در سی‌پی‌یو چیست؟ آیا هرچه بیشتر باشد بهتر است؟

حافظه کش مقدار کمی حافظه و بخشی از پردازنده می باشد. این بخش برای نگهداری موقت دستورالعمل ها و دیتاهای استفاده شده که احتمالاً پردازنده مجدداً از آنها استفاده خواهد کرد، می باشد. در محیط های Multiprocess با چندین پردازن فعال، به دلیل کاهش بار پردازشی، حافظه کش بیشتر بهتر خواهد بود. اگر حجم فضای Cache به 1 گیگابایت برسد و فراتر رود به آن RAM می گویند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

پیشنهاد ویژه نتسا