服务器能源利用率低下,往往是因为它们没有被充分利用,但“核心休眠”技术可以帮助解决能耗问题。
大多数工作负载都需要面对计算高峰期与低谷的情况,即使在高度虚拟化的环境中也如此,这也意味着可能某些处理器核心在某些时刻是闲置的。考虑到CPU是能源消耗和发热大户,有必要限制其对能源的浪费。诸如Windows Server 2008 R2和Windows 7操作系统,具备核心休眠技术,可以潜在的节约能源并降低未充分运行服务器所产生的热量。
核心休眠技术的核心思想
操作系统负责分配系统处理线程到可用的处理器核心——本质上是将应用程序的计算负载提交给可用的CPU。问题在于,那些没有在处理业务的CPU核心,也正以满负荷的状态消耗能量(并产生同样的热量),这意味着大量的能源浪费。核心休眠技术的理念是,将可用核心填满线程,让没有线程或中断需要处理的核心进入某种深度节能状态。
例如,如果服务器上有两个CPU核心,但操作系统只能让其中一个保持忙碌,那么系统基本上可以关闭一个核心(或停止),让余下那个核心完成系统负载。被停止的核心则几乎不耗电,也不产生热量。
核心休眠算是一种动态活动。随着系统负载增加,休眠的核心可以被激活并提供额外的计算资源,当计算负载降低时,再进入休眠状态。
监控与控制核心休眠
IT管理员可以通过Windows资源监视器来检查每个核心的状态。图表中显示每个CPU的使用状态,暂停的核心会被标识为”Parked”。另一种方法是通过Windows性能监视器(perfmon.exe)来观察哪个核心正在工作或者处于休眠状态。休眠状态计算器位于处理器信息性能计数器分组中。
核心休眠是Windows Server 2008R2和Windows 7功能的一部分,所以不需要安装额外的工具或组件,该功能默认启用,基于系统选择的电源方案。选择平衡电源使用方案的电脑默认都会开启核心休眠技术,选择高性能电源方案的则不会启用核心休眠。
按照惯例,性能敏感的工作负载应使用高性能电源计划,并会关闭核心休眠功能。这样可以防止核心在休眠和恢复活动时造成意外的中断或性能波动。相对的,非关键系统的工作负载,若存在明显的负载高峰和低谷波动,便很容易受益于核心休眠。
核心休眠可以通过powercfg.exe程序进行管理和配置。禁止核心休眠的基本方法,通过powercfg.exe设置用于休眠核心的最低百分比为100%,命令行操作方法如下:
powercfg -setacvalueindex scheme_current sub_processor bc5038f7-23e0-4960-96da-33abaf5935ec 100
该命令为交流电或电池供电情景设置了参数,选择操作当前电源方案并设置最小核心参数为100%。意味着在当前电源方案中,100%的处理器核心需要保持激活状态,基本上禁止使用核心休眠功能。你可以通过下列命令获得所有电源方案列表和十六进制字符串:
powercfg /L
powercfg /Q
Windows文档将提供更多关于核心休眠与powercfg.exe工具的细节。
当数据中心服务器规模在数百甚至数千时,使用核心休眠,可以极大的节约能源开销。部署了Windows Server 2008 R2的服务器在有未使用CPU核心时可以实现节能,并可在计算需求增加后重新启动这些核心。
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本文标题:巧用核心休眠降低服务器能源开销