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技術資料

HP ProLiant サーバ

目次

概要
パワーレギュレータのテクノロジ
  消費電力とシステムパフォーマンス
  パワーレギュレータの一般的な使用方法
  まとめ

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HP ProLiant サーバのパワーレギュレータ

パワーレギュレータの一般的な使用方法

パワーレギュレータは、様々な環境で使用できます。ここでは、パワーレギュレータを使用する3 つの理由と、期待できる効果について説明します。

電力コストと冷却コストの低減

パワーレギュレータは、一般的なクライアントサーバアプリケーションで効果を発揮します。これには、データベース、Exchange、ファイルおよびプリント、Webサーバ、OLTPアプリケーションなどがあります。

HP ProLiant DL380 G4サーバでデータベースを稼働し、プロセッサ負荷が平均50%の環境を考えてみましょう。この環境では、キャッシュやメモリの処理、算術演算、浮動小数点演算が実行されます。テスト対象システムには、1MB L2 キャッシュ搭載3.8GHzインテルXeonプロセッサ2基、ディスクドライブ1台、512MB PC-3200 DIMM 6枚が搭載されています。プロセッサの動作速度は、フルパワーモードで 3.8GHz、ダイナミックパワーセービングモードで 2.8GHzです。

図 4 のベンチマーク テストの結果によると、DL380 G4サーバ構成での節約電力は、アプリケーション負荷が平均50%の場合、42Wとなります。表 2の計算によると、同じシステムをダイナミックパワーセービングモードに設定し、50%のアプリケーション負荷で稼働した場合、1年あたりのコスト削減額は9,200円となります。実際の削減額は、システム構成、プロセッサ使用率、電力コストによって異なります。

表 3 : HP ProLiant DL380 G4サーバで50%のアプリケーション負荷でデータベースを稼働した場合の電力コストの年間削減額
パラメータ (負荷を 50% 低減) 計算式 削減効果
節約電力 42W
節約された冷却電力 * 1.5 x 熱量 = 1.5 x 42 63W
節約電力の合計 42 + 63 105W
年間のエネルギー節約量 0.105 KWh x 24 時間/日 x 365 日 920KWh
10 円/KWh での年間コスト削減額 10 円 x 920 KWh 9,200円

* Uptime Institute が使用する平均冷却係数1.5に基づいて計算しています。詳細は、Uptime InstituteのWebサイト (英語) を参照してください。

上記の例は、平均アプリケーション負荷と平均プロセッサ負荷に基づいて計算されているので、9,200円のコスト削減額は、平均使用率が50%であれば、パワーセービングモードとダイナミックパワーセービングモードのいずれでも実現できます。サーバの台数に比例して削減額は増大するので、大規模なデータセンター環境では大きなコスト削減効果を期待できます。平均使用率が低下すると、削減可能な金額は増大します。

サーバの高密度化とワット性能の向上

パワーレギュレータには、静的なパワーセービングモードを使って個々のサーバの消費電力を抑えることにより、ラック内にある他のサーバ用に電力を確保できるという利点があります。パワーセービングモードを使えば、ラック内に設置するサーバの台数を増やすことができるので、高密度化とクラスタ環境でのパフォーマンス向上を実現できます。図 5では、フルパワーモード、ダイナミックパワーセービングモード、パワーセービングモードで稼働した場合について、様々な負荷での消費電力を比較しています。このグラフのデータは、前の例と同じサーバ構成を使って収集されています。
   
図:5 DL380 G4サーバの消費電力に関するフルパワーモード、ダイナミックパワーセービングモード、パワーセービングモードの比較
 
DL380 G4サーバの消費電力に関するフルパワーモード、ダイナミックパワーセービングモード、パワーセービングモードの比較
負荷が100%の場合、パワーセービングモードでの消費電力は、他の2つのモードより90W低くなっています。したがって、パワーセービングモードでシステムを稼働すると、システムの最大消費電力を90W低減できることになります。パワーセービングモードでは、ラック内に設置するサーバの台数を増やすことができるので、クラスタ全体の容量やパフォーマンスを向上できます。

次に、ラックに 8KW の制限がある場合を考えてみましょう。負荷が 100% の場合、フルパワーモードに設定すると、表 3で示すように、ラックには17台を格納できます。パワーセービングモードに切り替え、ピーク時の450Wを360Wに制限すれば、ラックに格納できるサーバ台数を増やすことができます。計算結果から、8KWの制限内で、サーバを5台増やすことができます。

表 3 : ラック密度の計算
最大のサーバ台数での定格電力 8 KW ラックに格納可能なサーバ台数
サーバ 1 台あたり 450 W 17 台
サーバ 1 台あたり 360 W 22 台

サーバアプリケーションの平均負荷が60%よりも低い場合、サーバを5台追加することによって、ラックの定格電力の範囲内でラックパフォーマンスを29%向上できます。この計算は、アプリケーションがサーバの追加台数に比例するということを前提としています。アプリケーション負荷が70%を超える場合、パフォーマンスはフルパワーモードよりも低くなります。上記のDL380の例では、使用率が100%の場合、電力の80%を使って86%のパフォーマンスを発揮しています。このように、ROMベースのパワーレギュレータソリューションを使うことにより、消費電力を抑えると同時に、ラック内でのワット性能を向上することができます。

連続稼働時間の確保

ユーザ環境によっては、ラック内のサーバすべてが同時に100%使用されることはないという前提で、定格電力を上回る台数のサーバがラックに格納されている場合があります。しかし、このようなシステム構成を行うと、過度な負荷がかかって回路ブレーカが切断され、ラック内のすべてのサーバが停止する危険もあります。一部またはすべてのサーバをPmin(パワーセービングモード)に設定すれば、最大消費電力を制限でき、ピーク時以外のシステムパフォーマンスにもほとんど影響しないので、システムの可用性を高めることができます。
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