08 0409 Accelerated Server Refresh

Intel IT призывает к ускорению темпов обновления парка

наших серверов. При этом ожидаемая экономия может

достичь 250 млн долларов США за восемь лет. Также

существенно сократятся расходы на электроэнергию.

Подробный анализ окупаемости инвестиций показывает,

что текущие расходы можно сократить, если обновлять

все серверы раз в четыре года. Ранее мы рекомендовали

использовать серверы в течение более длительных

периодов, чтобы максимизировать срок полезного

использования. Проведенный нами анализ показал, что замена устаревших серверов на новые,

более мощные платформы помогает повысить производительность имеющихся вычислительных

центров, как показано на рис. 1. В результате можно сократить капиталовложения в расширение

центров обработки данных.

Мы уже сэкономили 10,4 млн долларов благодаря замене 3200 старых серверов на платформы на

базе четырехъядерных процессоров Intel® Xeon® серии 5400, и нам не потребовалось оборудовать

четыре новых помещения для вычислительных центров. Эти новые серверы также являются

намного более энергоэффективными, поэтому сократились энергопотребление и затраты.

IT@Intel – краткое изложение

Информационные

технологии Intel

Производственные технологии

Управление центрами обработки данных

Июнь 2008 г.

Ускорение обновления серверного парка позволяет снизить расходы на содержание вычислительных центров

Краткая справка: обновление серверов

Обновление всех производственных • серверов через 4 года

Степень консолидации — 7:1 • для пакетных задач, 4:1 для интерактивных

Предполагаемая экономия — от 200 • до 250 млн долларов США за 8 лет

IT@Intel

2004 г.• 1 стойка• 0,85 млн бизнес-операций в секунду по результатам теста SPECjbb2005*• 21 сервер• 40 кв. футов (37 кв. м)• 8 КВт

2008 г.• 1 стойка• 6,30 млн бизнес-операций в секунду по результатам теста SPECjbb2005• 21 сервер• 40 кв. футов (37 кв. м)• 7,5 КВт

Вычислительная мощность в том же самом физическом пространствеповысилась в 7 раз, при этом энергопотребление уменьшилось

Рис. 1. Ускорение обновления серверного парка позволяет повысить вычислительные возможности без увеличения физического пространства и энергопотребления, а также избежать строительства новых вычислительных центров.

Постановка задачиКак и большинство ИТ-организаций, Intel IT сталкивается с проблемами, связанными с необходимостью постоянного увеличения вычислительных мощностей в условиях ограниченных площадей вычислительного центра и расходов на охлаждение и электропитание.

Большинство наших серверов используется для разработки полупроводниковых схем. По мере возрастания сложности процессоров Intel® вычислительные требования к разработке постоянно повышаются. В 1996 году у нас была 1 тысяча производственных серверов, а в 2007 году – уже 68 тысяч.

Раньше мы стремились увеличивать срок службы каждого нашего сервера и эксплуатировали их гораздо дольше предусмотренной четырехлетней гарантии. Из-за того что вычислительные потребности превышали имеющиеся у нас возможности по площади вычислительных центров, электропитанию и охлаждению, нам приходилось повышать затраты на их эксплуатацию.

Однако расширение вычислительных центров требовало очень больших затрат. К тому же неизбежно увеличивались расходы на эксплуатацию и поддержку постоянно растущего парка устаревших, неэффективных серверов.

РешениеВ 2007 году была принята восьмилетняя программа в рамках организации, направленная на изменение всей вычислительной среды центра обработки данных. Мы начали использовать альтернативную стратегию обновления серверного парка. В результате повысились вычислительная мощность и энергоэффективность, а также сократились эксплуатационные расходы.

После ввода в эксплуатацию систем на базе процессоров с микроархитектурой Intel® Core™ производительность серверов существенно выросла. В результате скорость разработки микросхем Intel значительно повысилась, что видно по результатам тестирования Intel IT, представленным на рис. 2. Новые процессоры являются гораздо более энергоэффективными, поэтому энергопотребление осталось на прежнем уровне.

Благодаря ускорению обновления серверов мы можем использовать преимущества растущей производительности и энергоэффективности, а также консолидировать все больше задач на новых более энергоэффективных серверах, чтобы сократить эксплуатационные расходы.

Теперь значительно повысилась мощность центра обработки данных, и мы можем удовлетворять растущие вычислительные запросы без привлечения дополнительных средств.

Анализ показателя окупаемости инвестицийМы провели всесторонний анализ, чтобы доказать, что ускорение обновления серверов может принести финансовые преимущества благодаря избавлению от необходимости расширения вычислительного центра. Мы рассчитали значения показателя окупаемости инвестиций для различных сроков обновления – от одного года до семи.

Мы проанализировали эти показатели на примере всей производственной вычислительной среды Intel. Например, при шестилетнем цикле обновления мы будем консолидировать и заменять все производственные серверы, эксплуатирующиеся более 6 лет.

Рис. 2. Производительность серверов для разработки микросхем повысилась, при этом энергопотребление осталось практически на прежнем уровне. На графиках представлены результаты тестирования систем САПР электроники полного цикла на примерах многих разработок Intel.

Двухъядерныйпроцессор Intel Xeon

серии 5100

3.20

2.0

Четырехъядерныйпроцессор Intel Xeon

серии 5400

5.546.0

5.0

4.0

3.0

1.0

0

Отн

осит

ельн

ая п

роиз

води

тель

ност

ь

кВт

0.3

0.5

0.4

0.2

0.1

Устаревшие процессоры: средняя годовая производительность меньше на 30 %Микроархитектура Intel® Core™: средняя годовая производительность выросла на 66 %Энергопотребление одного сервера в КВт

ПроцессорIntel® Xeon® 2 ГГц

0.55

ПроцессорIntel Xeon 2,8 ГГц

0.73

64-разрядныйпроцессорIntel Xeon,

1 MБ кэш-памяти L2

64-разрядныйпроцессорIntel Xeon,

2 MБ кэш-памяти L2

1.00 1.20

В нашей модели оценивались полные расходы за восемь лет. По нашему предположению, стоимость каждого нового сервера остается постоянной в течение оценочного периода, а вычислительные потребности ежегодно растут на 15 %. Мы принимали во внимание различную стоимость помещений и коммунальных услуг в разных регионах. Мы не учитываем стоимость ПО, мы анализируем эти затраты отдельно в рамках своей программы повышения эффективности функционирования вычислительных центров.

Мы проанализировали важнейшие факторы, существенно влияющие на показатель окупаемости инвестиций:

Общая стоимость серверов. • Она включает стоимости приобретения сервера и гарантийного обслуживания. Если время эксплуатации превышает четыре года, мы также включаем в эти затраты существенные расходы на ремонт серверов, срок гарантии на которые закончился. В целом уменьшение срока обновления серверов приводит к росту стоимости приобретения новых систем, т. к. мы покупаем больше серверов, чем в наш восьмилетний оценочный период. По результатам анализа мы решили проводить консолидацию серверов с высокой плотностью монтажа. Степень консолидации основана на предположениях о производительности будущих процессоров Intel и может зависеть от необходимой вычислительной мощности и модели использования.

Снижение расходов на помещения. • Современные, наиболее мощные серверы поддерживают самые высокие степени консолидации и позволяют сократить расходы на физическое пространство. Поэтому ускорение обновления серверного парка позволяет сократить расходы на содержание помещений.

Коммунальные расходы. • Самые современные модели серверов также обладают высокой энергоэффективностью. Чем быстрее будет обновляться серверный парк, тем больше мы сможем сэкономить на расходах на электропитание и охлаждение.

Сетевые подключения. • Ускорение обновления серверного парка позволяет сократить расходы на сетевые коммутаторы благодаря повышению степени консолидации.

Снижение налогов. • Налоговые преимущества возможны благодаря снижению стоимости серверов, а также сопутствующих услуг и эксплуатационных расходов.

Результаты нашего анализа представлены на рис. 3. Наш подход предусматривал замену только 20 % серверов в течение четырех лет, поэтому фактически большинство серверов эксплуатировалось более семи лет.

Мы поняли, что четырехлетний срок обновления серверного парка обеспечивает максимальный показатель окупаемости инвестиций и позволяет сэкономить до 250 миллионов долларов благодаря наилучшему сочетанию экономии пространства, стоимости обновления серверов и коммунальных услуг.

Другие преимуществаУскоренный цикл обновления серверов включает и другие преимущества, которые мы не учитывали в своем анализе окупаемости инвестиций.

«Зеленые» вычисления. • Наши компоненты могут позволить значительно сократить энергопотребление, а значит, и уменьшить количество выбросов в атмосферу углекислого газа. По нашим расчетам, достигнув высокой степени консолидации работы пакетных конструкторских вычислений, мы сможем сэкономить до 700 КВт на каждые 500 старых серверов, заменив их на серверы с высокой плотностью монтажа на базе четырехъядерных процессоров Intel Xeon серии 5400. Внедрение более энергоэффективных серверов также может помочь нам получить значительные скидки на использование электроэнергии, доступные в некоторых штатах США.

Рис. 3. Изменение значений показателя окупаемости инвестиций в зависимости от периода обновления серверного парка. На графике отображены сроки обновления серверного парка, обеспечиваемые при использовании нашего подхода. Показатель окупаемости инвестиций является основным критерием выгоды для всех учитываемых факторов. Для каждого фактора его положительное значение свидетельствует о получении финансовых преимуществ, а отрицательное значение – о более высоких затратах по сравнению с затратами при имеющемся подходе.

-750

-1,000

-500

-250

0

250

500

$750

ServersNetworkUtilitiesConstructionTax Impacts

ROI

Cost

s

1 Year

2 Year

3 Year

4 Year 5 Year 6 Year

Refresh Cadence Evaluation

-500

0

200

100

300

400

500

СерверыСеть Коммунальные услугиПомещенияНалоги

Показатель окупаемостиинвестиций

Пок

азат

ель

окуп

аем

ости

инв

ести

ций

в до

ллар

ах С

ША

2-й год

3-й год4-й год 5-й год 6-й год

Оценка срока замены

-500

-250

0

250

500

ServersNetworkUtilitiesConstructionTax Impacts

ROI

ROI

2 Year

3 Year

4 Year 5 Year 6 Year

Refresh Cadence Evaluation

-300

-400

-200

-100

Больше возможностей для разработчиков. • Большинство наших устаревших серверов имеют объем памяти 4 ГБ или меньше. Сложность проектирования постоянно растет, и требуется все больше памяти: используемые сегодня программы для разработки требуют до 8 ГБ памяти, а системы проверки – до 12 ГБ. Новые серверы могут удовлетворить этим потребностям. Например, высокопроизводительные серверы на базе четырехъядерных процессоров Intel Xeon серии 5400 поддерживают память объемом до 128 ГБ. На сегодняшний день серверы с памятью объемом 16 ГБ удовлетворяют нашим потребностям. Устанавливая все больше новых серверов, мы повышаем продуктивность наших специалистов и способствуем ускорению разработки микросхем.

Сегодняшняя стратегия обновления серверного паркаТеперь мы переходим на стратегию ускоренного обновления серверного парка. Наша цель в 2008 году – перейти на четырехлетний цикл обновления всех серверов, избавляясь от серверов, эксплуатирующихся более четырех лет.

Мы уже поняли преимущества такого подхода. В начале 2008 года мы начали консолидацию приложений, работавших на устаревших серверах, на серверы с высокой плотностью монтажа на базе четырехъядерных процессоров Intel Xeon серии 5400. В результате мы смогли вывести из эксплуатации более 3200 устаревших производственных серверов на четырех площадках. Чистые сбережения составили 10,4 миллиона долларов, в основном благодаря уменьшению оплаты за помещения.

Проведя консолидацию четырехлетних серверов на базе 32-разрядных процессоров Intel Xeon, мы уже достигли степени консолидации более чем 7:1 для пакетных задач и используем все вычислительные возможности новейших процессоров Intel. Степень консолидации для интерактивных приложений составляет приблизительно 4:1.

Достигнутые результаты позволят нам продолжать поддержку вычислительной нагрузки, которая ежегодно растет приблизительно на 15 %.

Оптимизация стратегииОценка скорости обновления серверов является итеративным процессом. Каждый год мы можем совершенствовать нашу стратегию, чтобы добиться максимальной экономии, учитывая изменения стоимости серверов и их производительности, стоимости помещений и других факторов.

Например, может быть выгодно перейти на трехлетний цикл замены серверов в следующих случаях:

растет стоимость помещений;•

повышение производительности серверов превышает • снижение их стоимости;

растет стоимость коммунальных услуг или принимаются • правительственные программы поощрения «зеленых» вычислений.

Еще одним фактором, влияющим на темпы замены серверов, является повышение стоимости подержанных систем. Играет свою роль также местоположение вычислительного центра. Бывает важно быстрее

повысить мощность определенного центра обработки данных, если он уже исчерпал свои возможности по физическому пространству, электропитанию или охлаждению.

Из-за этих возможных колебаний мы рассчитываем, что за восемь лет фактическая экономия составит от 200 до 250 миллионов долларов США.

ВыводыУскорение обновления серверного парка является составной частью нашей комплексной программы повышения эффективности функционирования центров обработки данных. Эта программа также включает инициативы по консолидации и виртуализации вычислительных центров. По нашим расчетам, такая политика позволит нам сэкономить 1 миллиард долларов США или даже больше. На рис. 4 представлено несколько различных сценариев, позволяющих экономить средства. Как вы видите, ускорение обновления серверного парка является одним из важнейших факторов выполнения этой программы и играет существенную роль в достижении такой экономии.

Данный документ предлагается исключительно с информационной целью. ОН ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ ПО ПРИНЦИПУ «КАК ЕСТЬ» БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ, ВКЛЮЧАЯ, В ЧИСЛЕ ПРОЧЕГО, ГАРАНТИИ В ОТНОШЕНИИ РЫНОЧНЫХ КАЧЕСТВ ПРОДУКЦИИ, НЕНАРУШЕНИЯ ПРАВ, ПРИГОДНОСТИ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ В ТЕХ ИЛИ ИНЫХ КОНКРЕТНЫХ ЦЕЛЯХ, А ТАКЖЕ ЛЮБЫЕ ГАРАНТИИ, СЛЕДУЮЩИЕ ИЗ КАКИХ-ЛИБО ПРЕДЛОЖЕНИЙ, СПЕЦИФИКАЦИЙ ИЛИ ОБРАЗЦОВ. Корпорация Intel не несет никакой ответственности за использование информации, приведенной в данной спецификации, в том числе ответственности за возможное нарушение каких-либо прав собственности. Этот документ никоим образом,

в том числе процессуальным порядком или иным способом, не предоставляет прямых или косвенных прав на использование интеллектуальной собственности.

Intel, логотип Intel, Intel. Leap ahead., логотип Intel. Leap ahead., Intel Core и Xeon являются товарными знаками корпорации Intel в США и других странах.

* Другие наименования и товарные знаки являются собственностью своих законных владельцев.

Корпорация Intel © 2008 г. Все права защищены.

0608/IPKA/KC/PDF 319836-001RUS

Рис. 4. Ускорение обновления серверного парка играет значительную роль в выполнении нашей программы повышения эффективности функционирования центров обработки данных.

400

$800

700

600

500

300

200

Общ

ая с

тоим

ость

(в м

лн д

олла

ров

США

)

Предполагаемые затраты без применения программы повышенияэффективности центров обработки данных Программа повышения эффективности центров обработки данныхбез ускорения обновления серверного парка Программа повышения эффективности центров обработки данныхс ускорением обновления серверного парка

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014