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데이터 센터는 에너지 효율을 높이고 특히 인공지능 작업 부하의 요구에 따라 많은 사람들이 성능을 향상시키고 에너지 사용을 제어하기 위해 액체 냉각을 채택하고 있습니다.액체 냉각은 고성능 서버에서 생산되는 열을 효과적으로 관리합니다., 전통적인 공기 냉각과 관련된 높은 에너지 비용없이 최대 용량으로 작동 할 수 있습니다.탁월한 테라바이트-와트 효율을 제공합니다..
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인공지능은 많은 데이터센터 운영자가 액체 냉각을 고려하도록 유도하고 있지만, 그 이점은 훨씬 더 확장됩니다. 이전 보고서에서 우리는 액체 냉각이 2U Dell PowerEdge R760에 어떤 영향을 미치는지 분석했습니다.CoolIT의 직접 액체 냉각 (DLC) 는 팬 속도를 줄임으로써 서버 에너지 사용량을 줄입니다.이 테스트는 CPU 성능에만 초점을 맞췄습니다. 이번에는 SSD가 서버 전력 소비에 어떤 영향을 미치는지 이해하기 위해 더 스토리지 중심의 접근 방식을 취했습니다.
델 파워엣지 솔리디그마와 CDU
NVMe 활성 전력 상태는 무엇입니까?
NVMe 전력 상태는 전력 사용량과 성능을 조절하기 위해 NVMe 장치가 전환할 수 있는 미리 구성된 모드이다. NVMe 사양은 최대 32개의 전력 상태를 허용한다.각각 최대 전력 소비량으로 정의됩니다.이 상태는 운영 및 비 운영 범주로 나뉘어 있습니다. 운영 전력 상태 또는 P 상태,장치가 I/O 동작을 처리하도록비운동 상태 또는 F 상태는 장치가 비활동 상태에서 I/O 작업을 처리하지 않을 때 사용됩니다.
이러한 전력 상태를 관리하는 것은 NVMe 장치의 에너지 효율을 최적화하는 데 중요합니다.특히 전력 사용이 주요 관심사인 환경에서는 엣지 장치 및 국제 우주 정거장 (ISS) 의 SSD와 같은 전문 응용 프로그램과 같이예를 들어, NVMe 사양에는 자율 전력 상태 전환 (APST),장치가 현재 사용 및 열 조건에 따라 자동으로 전력 상태 사이를 전환할 수 있도록 하는 장치이것은 원격 또는 제한된 설정에서 신뢰할 수있는 작동을 보장하는 성능과 전력 소비를 균형있게하는 데 도움이됩니다. 런타임 D3 (RTD3) 지원은 장치가 제로 전력 비동기 상태에 들어갈 수 있습니다.사용되지 않을 때 더 많은 에너지 절감.
NVMe 전력 상태는 에너지 효율과 열 관리가 최우선 과제일 때 특히 가치가 있습니다. 예를 들어, 엣지 장치에서,비동기 기간 동안 낮은 전력 상태로 빠르게 전환 할 수있는 능력은 에너지 사용량을 크게 줄일 수 있습니다. 제한된 전력으로 원격 또는 혹독한 환경에서 작동하는 장치에 중요한이것은 PCIe 액티브 스테이트 파워 매니지먼트 (ASPM) 와 L1.1 및 L1와 같은 저전력 상태와 같은 기능으로 가능합니다.2국제 우주 정거장에서의 전력 및 열 출력을 관리하는 것은 제한적이고 통제된 환경으로 인해 필수적입니다.NVMe 전력 상태는 SSD 전력 사용량을 줄이고 열 설계 전력 (TDP) 을 관리하고 전체 에너지 예산을 최적화 할 수 있습니다., SSD가 과열되지 않고 효율적으로 작동하도록 보장합니다.
이러한 특화된 환경에서 NVMe 전력 상태는 NVMe 장치 전력 소비를 관리하는 유연하고 효율적인 방법을 제공합니다. 이러한 상태를 활용함으로써,장치들은 성능과 에너지 효율을 균형 잡을 수 있습니다.엣지 컴퓨팅에서 우주 임무까지 다양한 응용 분야에 적합합니다. The ability to dynamically adjust power states based on real-time conditions ensures NVMe devices can meet the varying demands of different environments while optimizing for energy efficiency and thermal management.
NVMe 전력 상태 외에도 복합 온도 및 터치 온도는 현대 기업 모델에서 NVMe SSD의 열 성능을 관리하는 데 핵심입니다.터치 온도는 SSD의 외부 케이스 온도를 의미합니다. 솔리디그마는 새롭고 높은 터치 온도 표준을 채택하는 선구자였습니다. 예를 들어, 솔리디그마 D5-P5336의 공장 설정 터치 온도는 80 ° C입니다.이 더 높은 제한은 SSD를 더 적은 공기 흐름으로 냉각하거나 더 높은 주변 온도에서 작동 할 수 있습니다.이 유연성은 데이터 센터가 냉각 전략을 정제하고 전체 열 관리를 개선하고 잠재적으로 냉각 비용을 낮추고 SSD 신뢰성과 수명을 연장 할 수 있습니다.
NVMe 활성 전력 상태를 관리합니다.
우분투 22를 실행하는 리눅스 테스트 환경에서04, 우리는 NVMe 도구 세트를 사용하여 드라이브를 조사하고 D5-P5336의 전력 상태를 표시하거나 수정했습니다. 아래와 같이 드라이브는 상태 0, 1,그리고 2은 상태 0이 가장 제한적이지 않고 상태 2가 가장 제한적입니다..
솔리디그름 61.44 TB D5-P5336의 경우 PS0는 25W, PS1는 15W, PS2는 10W입니다. 드라이브는 약 5.5W로 비동기 상태가므로 전력 모드가 더 제한적입니다.SSD는 NAND 읽기 및 쓰기 작업에 사용할 수있는 전력이 적습니다.NAND에 쓰면 읽기보다 더 많은 전력을 소비하기 때문에 쓰기 작업이 가장 영향을 받는다.
우리의 솔리디그 D5-P5336 SSD의 현재 전력 상태를 확인하는 명령어는 아래와 같습니다. 00000000의 현재 값은 드라이브가 PS0에서 가장 높은 25W 모드에 있음을 나타냅니다.
이와 유사한 명령어는 전력 상태를 변경하는 데 사용되며 최종 숫자는 원하는 전력 모드를 나타냅니다. 예를 들어 아래 명령어는 Solidigm D5-P5336 SSD를 PS0로 설정합니다.전력 모드 1 또는 2를 사용하려면, 올바른 모드에 맞게 value= 수치를 조정합니다.
강국 성과에 미치는 영향
전력 상태가 소리디그 D5-P5336 61.44TB SSD의 전력 사용량과 성능에 어떤 영향을 미치는지 측정하기 위해, 우리는 24개의 SSD로 Dell PowerEdge R760을 장착했습니다.우리는 쉽게 모든 SSD에서 일관된 작업 부하를 실행하고 실시간으로 전력 모드를 조정할 수 있습니다..
델 파워엣지 솔리디엄 P5336
우리는 서버의 iDRAC9 관리 시스템 내에서 Dell의 탑재 전력 모니터링을 사용하여 시스템 수준에서 전력을 추적했습니다.
Dell PowerEdge iDRAC 파워
우리는 128K 블록 크기를 사용하여 연속적인 읽기 및 쓰기 대역폭 워크로드에 집중했습니다. 그리고 24개의 SSD에서 전체 성능을 측정했습니다.이 특정 Dell PowerEdge R760 구성이 24 개의 NVMe 베이를 사용하는 것은 직접 연결 된 NVMe 베이의 대신 PCIe 스위치를 사용하는 것이 주목할 가치가 있습니다.그 결과 측정된 전체 대역폭은 드라이브에 도달하기 전에 사용 가능한 PCIe 스위치 라인을 포화시킵니다.이것은 우리가 기록한 전체 읽기 성능에 영향을 미칩니다, 하지만 집계된 기록 속도는 그 한계 이하로 유지되었습니다.
| 전체 와트 | 기록 속도 | GB/s를 읽는다. | 와트 기지 위 |
와트/운전력 (시스템 오버헤드 포함) |
|
|---|---|---|---|---|---|
| 무동으로 운전하지 않습니다 | 462 | ∙ | ∙ | ∙ | ∙ |
| 비동기 드라이브 설치 | 594 | ∙ | ∙ | 132 | 5.5 |
| 24x 연속 읽기 PS0 | 858 | ∙ | 109GB/s | 396 | 16.5 |
| 24x 순차 읽기 PS1 | 858 | ∙ | 105GB/s | 396 | 16.5 |
| 24x 순차 읽기 PS2 | 759 | ∙ | 79.8GB/s | 297 | 12.375 |
| 24x 순차적인 쓰기 PS0 | 1089 | 82.5GB/s | ∙ | 627 | 26.125 |
| 24x 순차적인 쓰기 PS1 | 825 | 34.4GB/s | ∙ | 363 | 15.125 |
| 24x 서열 적기 PS2 | 726 | 17.3GB/s | ∙ | 264 | 11 |
공기 냉각 플랫폼을 액체 냉각으로 전환하는 장점에 대한 기사를 다시 살펴보면, 우리는 200와트 전력 절감과 함께 CPU 성능의 경미한 향상을 관찰했습니다.전력은 새로운 세대의 인공지능 중심 서버에서 귀중한 자원입니다., 종종 GPU와 고급 CPU에 사용 가능한 모든 자원을 할당합니다.DLC로 전환하면 공기 냉각 서버와 같은 전력 발자국을 위해 서버가 더 많은 SSD를 수용 할 수 있는 전력을 확보합니다..
solidigm 액체 냉각 냉각 CDU
200와트의 전력 절약은 저장 밀도를 크게 증가시킬 수 있습니다.이 절약은 공기 냉각 서버에 비해 액체 냉각 서버에서 12에서 24 SSD의 저장 용량을 두 배로 증가시킬 수 있습니다. 솔리디그 D5-P5336와 함께, 이 24 베이 서버는 액체 루프 덕분에 저장 용량을 737TB에서 1,474TB로 증가시킵니다. 쓰기 무거운 작업 부하에 대해, 당신은 약 8 더 많은 SSD를 추가 할 수 있습니다.이 수치는 기본 전력 모드에 적용됩니다., 그래서 만약 당신이 최고 수준의 기록 성능을 줄이고 싶다면, 당신은 쉽게 24 SSD로 서버를 장착 할 수 있습니다.
결론
솔리디그 D5-P5336 SSD의 테스트는 NVMe 전력 상태를 관리하는 것이 성능에 큰 영향을 미치지 않고 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있음을 보여줍니다.에너지 효율을 극대화하려는 데이터 센터 운영자는 이러한 전력 상태를 사용하여 저장 밀도를 높이고 운영 비용을 절감 할 수 있습니다. 특히 전력이 희박한 AI 중심 환경에서솔리디엄의 고밀도 SSD는 특히 현대 액체 냉각 기술과 결합할 때 강력한 테라바이트-와트 효율을 제공합니다.
우리의 연구결과에 따르면, 전력 상태에 대한 작은 조정이라도 상당한 전력 절감 효과를 낼 수 있습니다. 이는 전력 공급이 제한된 환경에서 매우 중요합니다.서버의 전체 전력 소비를 최적화하는 것은 저장 밀도를 높일 뿐만 아니라 더 지속 가능한 데이터 센터 운영을 지원합니다..
델 파워엣지 솔리디엄 P5336 싱글
특히 인공지능에 기반한 작업량에서 현대 서버가 한계에 도달함에 따라 전력 관리의 중요성은 점점 커지고 있습니다.액체 냉각과 효율적인 SSD 관리 결합은 전력 예산을 초과하지 않고 데이터 센터의 성능과 저장 밀도를 확장 할 수있는 길을 제공합니다..
OCP 2024에서 이 기술들의 완전한 데모를 실시간으로 볼 수 있습니다. 여기서 우리는 액체 냉각과 솔리디엄의 SSD가 현대 데이터 센터에서 에너지 효율의 기초가 될 수 있는 방법을 보여줄 것입니다.
베이징 첸징 지에텐 기술 회사, Ltd
샌디 양/글로벌 전략 책임자
왓츠앱 / 위ቻ트: +86 13426366826
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