Strom sparen mit dem Server

Spezielle «Stromsparserver» sind selten - aber jeder moderne Server mit Multicore-CPU geht haushälterisch mit der Energie um.

Artikel erschienen in Swiss IT Magazine 2008/01

     

Der Energieverbrauch schlägt im heutigen Rechenzentrum mit bis zu einem Drittel des Budgets zu Buche – der Strom kostet schon fast mehr als die Hardware. Grund genug, sich nach möglichst energiesparenden Storage-Einheiten und Servern umzusehen und die IT-Strategie nicht nur auf Leistung und Verfügbarkeit, sondern auch auf Energieeffizienz auszurichten.


Energieverbrauch wird Verkaufsargument

«Green IT» ist in aller Munde, und die meisten Hardwarehersteller betonen ihr ganz besonderes Augenmerk auf umweltfreundliche Produkte von der Herstellung bis zur Entsorgung. Unter dem Motto «Performance per Watt» spielt auch das Verhältnis zwischen erbrachter Rechenleistung und Aufnahme an elektrischer Leistung vor allem beim Kernstück jedes Computers, also bei der CPU, nicht nur im Marketing der Prozessorhersteller eine zunehmende Rolle:

Der TDP-Wert (Thermal Design Power) entspricht im wesentlichen der Verlustleistung eines elektronischen Bauteils, auf deren Basis die Kühlung bemessen wird, korreliert somit direkt mit dem Energieverbrauch und gehört heute zu den wichtigsten technischen Daten einer CPU. Direkt vergleichen lassen sich die TDP-Werte allerdings nicht: Die Hersteller verwenden unterschiedliche Verfahren zur TDP-Bestimmung. Immerhin lässt sich anhand des TDP-Werts die relative Leistungsaufnahme von Produkten des gleichen Hauses ermitteln und ein ungefährer Vergleich mit der Konkurrenz anstellen. AMD sieht das auch so und hat unter http://enterprise.amd.com/Flash/PlatformPower.html einen Energierechner aufgeschaltet, mit dem sich verschiedene Data-Center-Szenarien hinsichtlich Gesamtkosten vergleichen lassen.


Moderne Server sind Stromsparserver

Die neueren Prozesse der Halbleiterherstellung (90, 65 und 45 Nanometer) und die Multicore-Technologie sind massgeblich daran beteiligt, dass sich die Performance per Watt in den letzten zwei Jahren massiv steigern liess. So gesehen ist eigentlich jeder moderne Server mit Dual- oder Quad-Core-CPU im Vergleich zu früheren Modellen ein Stromsparserver.


Sowohl Intel als auch AMD haben ausserdem einige besonders stromsparende Server-CPUs im Programm – Beispiele sind die LV-Varianten (Low Voltage) des Xeon, die vor allem in Blades zum Einsatz kommen, und die HE-Opterons (High Efficiency) der zweiten Generation. Während beispielsweise die Standardausgabe des 2-GHz-Dual-Core-Opteron 2212 auf 95 Watt TDP ausgelegt ist, liegt der Wert beim gleich getakteten HE-Modell bei 68 Watt – ein Minus von immerhin 28 Prozent.



Ein stromsparender Prozessor allein macht aber noch keinen wirklich energieeffizienten Server. Dies stellt beispielsweise Fujitsu Siemens fest: Neben genügsamen CPUs verbaut der Hersteller in gewissen Primergy-Servern auch leichtere Festplatten und weniger Speichermodule mit höherer Kapazität, die insgesamt ebenfalls weniger aufs Energiebudget schlagen.


Grundsätzlich gilt also: Multicore ist für die Energiebilanz vorteilhaft, aber auch das Gesamtsystem sollte energiebewusst aufgebaut sein. Dass eine möglichst hohe Ausnutzung jedes einzelnen Servers, zum Beispiel durch Virtualisierung, und ein vernünftiges Energiemanagement im ganzen Rechenzentrum mindestens ebenso wichtig sind, ist eigentlich selbstverständlich.


«Stromsparserver» sind selten

Trotz grassierendem Green-IT-Jubel werden nur einzelne Servermodelle von wenigen Herstellern explizit als besonders stromsparend positioniert. Die meisten Anbieter arbeiten zwar mit den neuesten, verbrauchsfreundlichen Komponenten, unterscheiden aber nicht zwischen gewöhnlichen und stromsparenden Servern. Exakte Angaben über den Verbrauch fehlen meist völlig. Statt dessen wird die Energieeffizienz als ein Merkmal unter vielen aufgeführt, allenfalls ergänzt durch Argumente wie «bis zu 30 Prozent weniger Stromverbrauch».



Eine eigentliche Marktübersicht mit umfassender Modelltabelle lässt sich fast unmöglich zusammenstellen. Statt dessen haben wir die Angebote der bekannten Serverhersteller auf Modelle mit Energiesparpotential untersucht. Im folgenden präsentieren wir einige Highlights, wobei wir uns auf Rackmount- und einzelne Tower-Modelle der Entry-Level- und Midrange-Klasse mit maximal zwei Prozessoren in x64-Architektur beschränken.
Die Ausnahme ist Sun: Neben AMD- und Intel-Prozessoren setzt Sun auch den hauseigenen Ultrasparc in der vergleichsweise preisgünstigen Fire-Familie ein.


Dell

Als einziger Hersteller offeriert Dell einige Server sowohl in einer Standardversion als auch in einer energieeffizienten Spezialausgabe: Drei Poweredge-Modelle sind auf Wunsch in «Energy Smart»-Konfiguration erhältlich. Beim Poweredge 1950 III und 2950 III kommen in der Energy-Smart-Version ein oder zwei Low-Voltage-Dual-Core- oder Quad-Core-Xeons zum Einsatz, der Poweredge Energy 2970 Energy Smart arbeitet mit einem Opteron vom Typ HE2212. Die Energy-Smart-Konfiguarationen sind allerdings nicht leicht zu finden: Auf der Schweizer Dell-Website erscheint der Hinweis auf die Energy-Smart-Variante erst, wenn man bei einem der betroffenen Modelle auf «Konfigurieren und Bestellen» klickt.


Fujitsu Siemens

Bei FSC legt man Wert darauf, dass sämtliche Primergy-Server energieeffizient gebaut sind. Zwei Modelle aus seiner umfangreichen Palette streicht der Hersteller besonders heraus. Der für den KMU-Einsatz konzipierte Primergy TX120 S1 kommt im Tower-Gehäuse daher und verfügt nur über einen Prozessorsockel. Als CPU dient wahlweise ein Celeron oder ein Dual-Core-Xeon UP. Fujitsu Siemens spricht beim voll ausgestatteten Xeon-Modell von einem Gesamtstromverbrauch von 163 Watt, was gegenüber Standard-Tower-Servern einer Einsparung von 40 Prozent entspreche.



Der Primergy RX300 S3 kommt laut Hersteller mit 33 Prozent weniger Energie aus als andere Server mit vergleichbarer Leistung. Der 2-HE-Rackserver wird mit ein oder zwei Dual-Core- oder Quad-Core-Xeons der 5000er-Reihe ausgeliefert und fasst bis zu sechs 3,5-Zoll-Harddisks. Mit dem RX330 S1 bietet FSC auch ein AMD-basiertes Rackmodell für ein oder zwei Quadcore-Opterons der 2000er-Serie.


HP

Auch das HP-Angebot ist nur schon bei den Industriestandard-Servern reichlich, von den übrigen Serversparten bis hin zum Superdome ganz zu schweigen. In der Proliant-DL-Reihe, das sind die Rackmount-Server von HP, finden sich diverse Modelle mit modernen Xeon- oder Opteron-CPUs. Erwähnenswert sind zum Beispiel der Proliant DL385 G2 (2 HE, ein oder zwei Opteron 22xx) und der Proliant DL380 G5 (2 HE, ein oder zwei Xeon E53xx, angekündigt sind auch schon Varianten mit dem neuen «Penryn»-Xeon E54xx). Wer den Tower-Formfaktor bevorzugt, ist mit dem Proliant ML370 G5 gut bedient, der mit ein oder zwei Dual- oder Quad-Core-Xeons konfiguriert werden kann; auch bei diesem Modell kommen demnächst Penryn-basierte Varianten auf den Markt.


IBM

Auch IBM bietet mit acht verschiedenen Modellreihen eine schon fast unübersichtliche Palette von Rackmount-Servern mit x86-Architektur an, und wie HP setzt auch Big Blue sowohl auf Intel- als auch auf AMD-Prozessoren. Im mittleren Leistungs- und Preisbereich bietet der Hersteller zum Beispiel das auch als «Express»-Variante für KMU erhältliche System x3550 an, einen 2-HE-Server mit zwei Sockeln für Dual-Core- und Quad-Core-Xeons inklusive der neuen 45-Nanometer-Chips der 54xx-Serie. Wie viele vergleichbare Server lässt sich der x3550 wahlweise mit 3,5- oder mit den zwar langsameren, aber energieverbrauchsfreundlicheren 2,5-Zoll-Festplatten ausrüsten. Mit bis zu zwei Dual-Core-Opterons kommt der 1HE-Server System x3455.


Sun Microsystems

Seit einiger Zeit bietet Sun auch x86/64-basierte Server mit AMD-Prozessoren an: Die Sun-Fire-Modelle X2200 M2, X4100 M2 und X4200 M2 arbeiten mit den neueren Opterons der 2000er-Generation und lassen sich mit 2,5-Zoll-Disks ausstatten. Sun verspricht eine Energieeinsparung von bis zu 52 Prozent «gegenüber Xeon-basierten Servern» – und bietet gleichzeitig seit neuestem auch Modelle auf Xeon-Basis an. Der Sun Fire X4150 ist mit ein oder zwei Xeons erhältlich und unterstützt auch die neuen vierkernigen 45-Nanometer-CPUs E5410 und E5440.


Noch mehr Kerne in einem Chip, die zudem jeweils parallel mehrere Threads ausführen können, bietet Suns hauseigener Ultrasparc T1. Den allerneuesten Sun-Prozessor Ultrasparc T2 gibt es derzeit nur in den Sun-Sparc-Enterprise-Servern T5120 und T5220.

Der günstigste 1-HE-Server mit einem Ultrasparc T1 nennt sich Sun Fire T1000. Es handelt sich dabei um ein 1-HE-Modell, das wahlweise mit einem sechs- oder einem achtkernigen Prozessor zu haben ist und bis zu 32 simultane «Coolthreads» abarbeitet. Als «IT-Innovation, die Geschichte machen wird», bezeichnet der Hersteller das nächstgrössere Modell, den Fire T2000. Er arbeitet mit einem vier- oder achtkernigen CPU, getaktet mit maximal 1,4 GHz und bewältigt ebenfalls 32 simultane Threads. Sun bewirbt den Fire T2000 als «ersten öko-verantwortlichen Server» unter dem Motto «dreifache Leistung, halber Stromverbrauch, halbe Grösse».



Ein kleines Manko haftet den Ultrasparc-Systemen an: Sie laufen nur unter Solaris und Linux. Für Windows-orientierte Anwender mag dies ein matchentscheidender Nachteil sein, für die zunehmend verbreiteten Web- und Java-Anwendungen ist dies auf der Serverseite aber ohnehin nicht relevant.

(ubi)


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