Intelligent System Tuning

Intelligent System Tuning

Intelligent System Tuning در کارایی شبکه بسیار موثر است و باعث می‌شود پیشرفت‌های قابل ملاحظه‌ای در کارایی و صرفه‌جویی حقیقی فراهم شده و محیط سروری هوشمندی‌تری عاید شود. پیشنهاد HPE این است که کارایی را با تکنولوژی Intelligent System Tuning یا IST، بهینه کرد. از آنجاییکه که HPE با intel در این زمینه همکاری دارد، مجموعه جدیدی از تکنولوژی‌های Tuning سروری را تحت این عنوان ارائه داده است. بدین صورت که به صورت دینامیک منابع سرور خود را پیکربندی کنید تا با حجم‌های کاری خاص، تطبیق داده شوند و سطوح بالاتری از کارایی، بهره‌وری و کنترل را در محیط‌های سروری خود به دست آورید.

سرورهای HPE Gen10 و نسخه های بعدی از ویژگی ­های مدیریت عملکرد و تنظیم سرور زیر پشتیبانی می­کنند:

• workload matching – برای به حداکثر رساندن عملکرد برنامه، از پروفایل­های سرور پیکربندی شده استفاده کنید.
• jitter smoothing – برای تنظیم و متعادل کردن نوسانات فرکانس (jitter) و در نتیجه تاخیر کمتری، از تنظیم حالت کنترل حالت Jitter Controlor استفاده کنید.
• performance monitoring – مشاهده داده ­های عملکرد جمع آوری شده از سنسورهای پشتیبانی شده در سرورهای دارای پشتیبانی از موتور نوآوری. می­توانید هشدارها را بر اساس داده های جمع آوری شده پیکربندی کنید.
• workload advisor – مشخصات بار کاری سرور انتخاب شده را مشاهده کنید. شما می توانید تنظیم و تنظیمات تنظیم عملکرد پیشنهادی را بر اساس داده های نظارت شده مشاهده و پیکربندی کنید.
• Core boosting- این ویژگی را برای تولید عملکرد بالاتر در هسته های پردازنده فعال­تر فعال کنید. این ویژگی فقط در سرورهای Gen10 پشتیبانی می­شود. در سرورهای Gen10 Plus پشتیبانی نمی­شود.

اگر iLO را به تنظیمات پیش فرض کارخانه بازنشانی کنید، تمام تنظیمات و داده های مدیریت عملکرد حذف می­شوند. هنگامی که از ویژگی پشتیبان گیری و بازیابی iLO استفاده می­کنید، تنظیمات مدیریت عملکرد حفظ می­شوند. داده های عملکرد جمع آوری شده پشتیبان گیری یا بازیابی نمی شوند.

Workload Matching:

تنظیمات پیش فرض BIOS در سرورهای Hewlett Packard Enterprise تعادلی بین عملکرد و بهره وری ایجاد می­کند. این تنظیمات را می­توان متناسب با بارهای خاص برنامه تنظیم کرد.

سرورهای HPE Gen10 و نسخه­ های بعد گزینه پیکربندی UEFI را برای کمک به مشتریان در تنظیم تنظیمات BIOS خود با استفاده از پروفایل­های تنظیم شده مبتنی بر بار کاری مشخص ارائه می­دهند. هنگامی که تنظیمات نمایه بار کاری خود را با حجم کار واقعی خود تطبیق می­دهید.

Jitter smoothing:

طی چندین سال گذشته، مشتریان Server-class شاهد افزایش عملکرد مبتنی بر پردازنده در تولید بیش از حد نسل بوده اند. این افزایش در بخش عمده ای به دلیل افزایش تعداد هسته ها و ساختارهای کارآمدتر مجموعه دستورالعمل ها است. بر خلاف دهه های گذشته، فرکانس پایه CPU با بهبود عملکرد ناشی از افزایش تعداد هسته­ ها و پیشرفت های معماری نسبتاً پایدار مانده است.

با این حال، فروشندگان پردازنده دریافتند که همه بارهای کاری از افزایش تعداد هسته بهره مند نیستند، بنابراین آنها ویژگی هایی را ارائه می دهند که اجازه می دهد برخی هسته ها در فرکانس های بالاتر در صورت وجود فضای خالی برق یا عدم استفاده از هسته های دیگر، از لحاظ پروپانونیستی کار کنند. اگرچه این افزایش فرصت های فرکانس می تواند عملکرد را افزایش دهد، آنها همچنین یک عارضه جانبی ناخواسته را به شما معرفی می­کند. تغییر فرکانس به خودی خود محرک محاسبه یا عدم تعین و تأخیر نامطلوب را ایجاد می کند. Jitter و تأخیر در ارتباط با آن مشکلاتی را برای بخشهای مختلف مشتری ایجاد می کنند. به عنوان مثال، معامله گران با فرکانس بالا به معاملات حساس به زمان اعتماد می­کنند. آنها نمی توانند تاخیرهای میکرو ثانیه را که می­تواند غیر قطعی به یک معامله اضافه شود، ناشی از تغییر فرکانس، تحمل کنند. این تاخیرها در طول زمان می تواند میلیون ها دلار برای یک تاجر هزینه داشته باشد. در محیط های مختلف ، سرورهایی که RTOS (سیستم عامل های زمان واقعی) را برای کنترل عملکرد حیاتی اجرا می کنند، نمی توانند تصادفی را که در صورت فعال بودن ویژگی های فرکانس فرصت طلب اتفاق می افتد، تحمل کنند.

روند فعلی مشتریان حساس به تأخیر، غیرفعال کردن ویژگی هایی است که به طور معمول باعث افزایش کاربرد می شوند عملکرد به دلیل لرزش مرتبط است. اگر پردازنده سریعتر کار کند، تجارت سریعتر اجرا می شود، اما اگر به هزینه تأخیر تصادفی منجر شود، سود افزایش عملکرد از بین می­رود.

HPE ویژگی پردازش Jitter Control را در سرورهای Gen10 و بعدی خود معرفی کرد تا مشتریان بتوانند هر دو فرکانس را به دست آورند و لرزش کم این ویژگی برای سرورهای Gen10 و نسخه های بعد با استفاده از پردازنده های مقیاس پذیر IntelXeon در دسترس است. سرورهایی که از پردازنده های AMD استفاده می کنند از این ویژگی پشتیبانی نمی کنند.

این ویژگی به مشتری امکان می دهد تا لرزش ناشی از مدیریت فرکانس فرصت طلب را حذف یا کاهش دهد، که منجر به پاسخ تاخیر بهتر و عملکرد توان بالاتر می شود. فعال کردن ویژگی Controller Jitter Control ممکن است نیاز به تغییر در تنظیمات مدیریت نیرو در سیستم عامل داشته باشد.

مواردی که باعث ایجاد Jitter میشوند:

پردازنده اینتل هر زمان که فرکانس کار را تغییر می دهند، jitter را در هسته­ ها معرفی می کند. چندین دلیل ممکن برای پردازنده وجود دارد تا بتواند فرکانس ها را در طول زمان اجرا به صورت پویا تغییر دهد. برخی از منابعی که درخواست تغییر فرکانس را دارند توسط نرم افزار هدایت می شوند، در حالی که برخی دیگر توسط خود پردازنده هدایت می شوند.

P-states and power management:

P-state حالتهای از پیش تعریف شده عملکردی هستند که توسط پردازنده در اختیار نرم افزار قرار می گیرند تا میزان عملکرد پردازنده را کنترل کنند تا بتوانند بازده عملکرد قدرت سیستم عامل را مدیریت کنند. حالتهای عملکردی به فرکانسهای خاصی که پردازنده در آن قرار دارد ترسیم می شوند قادر به فعالیت است. نرم افزار Powermanagement به پردازنده دستور می دهد تا در هنگام کم شدن استفاده (پردازش) پردازنده، P-state )فرکانس) را تغییر دهد. یک پردازنده اغلب چندین حالت P مختلف را در محدوده ای از فرکانس های کاری ارائه می دهد.

افزایش توربو:

ویژگی Intel Turbo Boost با فرض پیروی از برخی شرایط به پردازنده اجازه می دهد تا در فرکانس های بالاتر از فرکانس پایه مشخص شده در آن کار کند. این شرایط شامل میزان گرمای اتلاف شده، دمای قطعه و تعداد هسته های فعال (فعال و غیرفعال نیست.) هنگامی که Turbo Boost فعال است، بار کاری روی این پردازنده ها اجرا می شود، پردازنده به طور فرصت طلب بین فرکانس ها جابجا می شود در تلاش برای دستیابی به بالاترین عملکرد ممکن است. اما با تغییر خواسته های بار کاری، فرکانس ها نیز تغییر می کنند. هنگامی که فرکانس ها تغییر می کنند، ما با لرزش فرکانس و همچنین مقدار کمی تأخیر مواجه می شویم که برای تغییر الکتریکی فرکانس ها لازم است.

اثر خالص فعال کردن Turbo Boost این است که اگرچه پردازنده سعی می کند حداکثر عملکرد را در محدوده خود تأمین کند، اما معمولاً با تغییر فرکانس این کار را می کند.

C-states:

C-states حالت های از پیش تعیین شده ای برای صرفه جویی در مصرف انرژی هستند که پردازنده به نرم افزار مدیریت نیرو پیشنهاد می دهد تا وقتی سیستم عامل هسته پردازنده را بیکار می کند، از آنها استفاده کند. سیستم عامل پردازنده را در یکی از چندین C-state موجود در دسترس قرار میدهد. هرچه C-state عمیق­تر باشد، قدرت بیشتری نیز صرفه جویی می شود، اما با هزینه تأخیرهای خروج بیشتر برای بازگشت به حالت عامل. در تلاش برای صرفه جویی در مصرف انرژی، C-states در پردازنده های اینتل فرکانس پردازنده را نیز کاهش می دهند.

پس از خروج از C-states ، پردازنده، با کمترین فرکانس موجود در C-state، باید یک تغییر فرکانس اضافی را انجام دهد تا به P-state برگردد که قبلاً توسط نرم افزار مدیریت نیرو درخواست شده بود.

C-states هنگام صرفه جویی در مصرف انرژی از پردازنده استفاده می کنند. با این حال، ورود و خروج از این حالت ها مقدار زیادی لرز را ایجاد می کند. برخی از توزیع های لینوکس که از درایور intel_idle استفاده می کنند، گزارش ACPI  حالت C را نادیده می گیرند، که ممکن است هنگام پیکربندی پردازنده Jitter Control در حالت تنظیم خودکار مشکل ایجاد کند..

Power and thermal events:

پردازنده، در تلاش برای اجرا در محدودیت های طراحی خود، با استفاده از frequency throttling برای محافظت از خود در برابر شرایط حرارتی یا جریان بیش از حد.

سرکوب فرکانس میزان استرسی را که حجم کار می تواند روی میزبان ایجاد کند کنترل می کند. سطح استرس بالاتر منجر به افزایش گرما و جریان بیشتر می شود. عوامل مختلفی می توانند منجر به دمای عملکرد بالا یا وقایع بیش از حد جریان شوند. دمای محیط سرور، جریان هوا و سایر عوامل همگی در دمای پردازنده نقش مهمی دارند.

هنگامی که پردازنده بارهای کاری با تقاضای زیاد و پرمصرف را که می تواند منابع قابل توجهی را در درون خود پردازنده مصرف کند، یک رویداد جریان اضافی می تواند رخ دهد. اگر Turbo Boost فعال باشد و پردازنده سعی در به حداکثر رساندن میزان عملکرد داشته باشد ، هنگامی که یک بار کاری خاص تهاجمی اجرا می شود و توان مصرف شده بسیار زیاد است ، جریان اضافی نیز ممکن است رخ دهد.

Advanced Vector Extensions:

پردازنده های سرور Advanced Vector Extensions (AVX) را ارائه می دهند که ریاضیات پیچیده ای را به هزینه استفاده از منطق انجام می دهند، که می تواند مصرف برق بسیار زیاد را در داخل خود پردازنده تحریک کند.

اگر این گزینه کنترل نشود، هنگامی که این دستورالعمل ها در نهایت پردازنده را به مصرف انرژی بیشتری می رسانند، به گاز اضافه جریان نیاز است. بجای reactively throttling، پردازنده ها معمولاً هسته ها را مجبور می کنند که با فرکانس پایین تری کار کنند تا هر زمان که این دستورالعمل ها اجرا می شوند، احتمال تورهای شدید قدرت را محدود کنند.

در پردازنده های Intel، استفاده از دستورالعمل های AVX باعث می شود که پردازنده به طور خودکار فرکانس پردازنده را محدود کند. از آنجا که این دستورالعمل ها باعث می شود پردازنده به طور خودکار فرکانس را محدود و بالقوه کاهش دهد، استفاده از آنها اغلب jitte را معرفی می­کند.

Core Boosting:

فناوری تقویت هسته از مشخصات توربوی آرام و بهینه شده ­ای استفاده می کند که پردازنده را با موارد استفاده خاص، پیکربندی ها و محیط ها سازگار می کند. پردازنده های تقویت کننده هسته از قدرت سرور اضافی و فضای خنک کننده حرارتی ارائه شده توسط یک طراحی تنظیم کننده ولتاژ HPE و فن آوری های خنک کننده بهره مند می شوند. در نتیجه، سیستم هایی که دارای پردازنده های تقویت کننده هسته هستند می توانند از مشکلات معمول کاسته و قدرت محاسباتی پردازنده را به حداکثر برسانند.

به عنوان مثال، یک پردازنده می تواند تعدادی هسته و یک فرکانس پایه داشته باشد که هسته ها در آن کار می کنند. پردازنده ها همچنین ممکن است یک حالت توربو داشته باشند که هسته های پردازنده را با فرکانس سریعتر از فرکانس پایه کار می کند. حالت توربو ممکن است از فرصت فضای گرمایی و ظرفیت برق به طور فرصت طلب برای کار با هسته های پردازنده با فرکانس افزایش یافته استفاده کند. حالت Turbo با حفظ همان سطح TDP (قدرت طراحی حرارتی) می تواند عملکرد پردازنده را افزایش دهد.

برخی از پردازنده ها با TDP و حداکثر سطح قدرت پیکربندی شده اند. برای حفظ ایمن این پارامترها، تنظیمات از پیش تعریف شده معمولاً ذوب شده و در پردازنده قفل می شوند. این تنظیمات باعث می شود که پردازنده در مشخصات استاندارد الکتریکی، حرارتی و طراحی خود کار کند. مشخصات توربو برای یک پردازنده با استفاده از ثبات های ثبات فرکانس و ثبات های نسبت هسته به فرکانس محدود می شود. محدودیت های توان را می توان به سطح TDP متصل کرد. برای حفظ سطح TDP مشخص شده، فرکانسهای توربو CPU با توجه به تعداد هسته های فعال که در ثبت نسبت هسته به فرکانس ذوب شده اند، تعیین می شود. مشخصات فرکانس توربو از همه هسته های فعال به یک هسته واحد فعال می شود. بر این اساس ، فرکانس توربو با افزایش تعداد هسته های فعال که با تقاضای کمتری برای کار یا با استفاده از پارکینگ هسته ای یا فن آوری های غیرفعال استفاده می شود، افزایش می یابد.

این رجیسترهای فرکانس ذوب شده و رجیسترهای نسبت هسته به فرکانس ظرفیت محاسبات پردازنده را در سطوح خاصی محدود می کنند. با این وجود، در یک پردازنده محاسباتی عمومی، می توانید پروفایل توربو را با محافظه کاری بیشتری در برابر کارهای مختلف یا شرایط گرمایی در بدترین حالت قرار دهید. به عبارت دیگر، حالت توربو ممکن است دارای یک نمایه متناسب باشد که تنظیمات خاص یا محیطی را که پردازنده در آن کار می کند در نظر نگیرد. بر این اساس، ممکن است پردازنده تنظیم نشده باشد تا از پتانسیل عملیاتی کامل خود استفاده کند.