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Xeon 5500 series Energy Techbrief
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Xeon 5500 series Energy Techbrief

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  • 1. Fiche TechnologiesÉcotechnologies Intel®Modulation dynamiquede la consommation électriqueProcesseurs Intel® Xeon® série 5500 :rendement énergétique optimal sans transiger sur les performancesLes contraintes électriques que subissent les datacenters constituent un frein à l’adaptabilité et à laréactivité de l’entreprise. À l’occasion d’un sondage récent, 42 % des exploitants de ces centres ontainsi déclaré que leurs installations allaient dépasser leurs capacités électriques sous douze àvingt-quatre mois, et 39 % qu’il en irait de même, à une échéance identique, pour leurs capacitésde refroidissement.1 Le cabinet IDC, pour sa part, a calculé que, pour chaque euro dépensé enaccompagnement de nouveaux utilisateurs et applications, les DSI en déboursent la moitié en pluspour l’alimentation électrique et le refroidissement de leurs équipements existants.2Tandis que les datacenters atteignent les limites de leurs capacités électriques et derefroidissement, la question du rendement énergétique se pose donc aussi bienlorsqu’il s’agit de poursuivre l’exploitation d’une infrastructure existante qued’en mettre en place une nouvelle.
  • 2. Depuis plusieurs années, grâce à des processeurs et plates-formes à haut rendement énergétique, Intel a contribué à réduire la consommation électrique des datacenters. Or l’enjeu consiste aujourd’hui à leur permettre d’exploiter au maximum le moindre watt de puissance, en permanence et pour toutes les charges applicatives sans exception. Les processeurs Intel® Xeon® série 55001 constituent à ce titre le tremplin de la modernisation d’un datacenter existant ou de la conception d’un nouveau, car c’est à sa source qu’ils abordent la problématique du rendement électrique ainsi que son incidence déterminante sur les charges d’exploitation et l’encombrement. Un rendement optimal pour ces installations s’établit en effet dès le niveau le plus fondamental de l’infrastructure, avec des processeurs et des plates-formes qui maximisent le taux d’utilisation de chaque serveur, qu’il soit configuré en rack, en tourelle ou en lame. Parmi les multiples composants de ces ordinateurs, les plus énergivores sont effectivement les processeurs, et il est donc impératif, dans le cadre du remplacement programmé de ces machines, d’opter pour des puces les plus écoénergétiques possibles. Grâce à la technologie Intel Intelligent Power, les processeurs Intel Xeon série 5500 affichent ainsi une consommation réduite de 50 % en régime de ralenti.4 Les économies prévisionnelles sur la facture électrique et autres charges d’exploitation assurent en à peine huit mois la rentabilisation d’un serveur.5 De plus, au-delà de ces considérations financières, le remplacement de serveurs simple cœur en fin de vie par des machines ainsi équipées renforce la capacité du datacenter à absorber un développement de l’activité, au moyen d’un parc parallèlement plus restreint grâce à la virtualisation. Gestion automatique du rendement électrique Aujourd’hui, il n’est plus possible de gaspiller l’énergie, et l’entreprise se doit de rentabiliser sa consommation au maximum. C’est pourquoi la microarchitecture Intel de nouvelle génération, dont le nom de code est Nehalem, favorise des performances modulables et des économies d’énergie, en exploitant judicieusement les ressources disponibles. Au niveau d’un serveur, elle fait intervenir la technologie Intel Intelligent Power :6 Interrupteurs électriques intégrés Intervention automatique ou pilotage manuel par cœur (cf. figure 1). Ils coupent presque totalement — et sélectivement — l’alimentation des cœurs Tension (cœurs) inutilisés et se pilotent en automatique ou bien manuellement. Ils réduisent jusque de 50 % la consommation d’un serveur au ralenti par Cœur 0 Cœur 1 Cœur 2 Cœur 3 rapport à une machine biprocesseur de génération précédente.7 Mémoire, système, cache, E/S Tension (reste du processeur) Figure 1. Des interrupteurs électriques intégrés font sélectivement passer les cœurs inutilisés à un niveau de consommation quasi nulle.2
  • 3. Gestion automatique des états électriques (cf. figure 2). Les processeurs Rendement énergétiqueet leur mémoire sont automatiquement placés dans l’état électrique le moinsconsommateur d’énergie pour traiter une charge logicielle donnée sans et virtualisationtransiger sur les performances. Les processeurs Intel Xeon série 5500 L’amélioration du rendement électrique passemultiplient ainsi par cinq ainsi les possibilités d’économies d’énergie par nécessairement aussi par la virtualisation, carrapport aux premiers processeurs Intel à quatre cœurs pour serveurs : celle-ci permet de regrouper des chargesétats électriques cinq fois plus nombreux, consommation cinq fois moins applicatives sur un plus petit nombre de serveurs,importante en régime de ralenti et basculement cinq fois plus rapide entre unmode de fonctionnement normal et un autre, à plus faible consommation.8 soit des économies d’énergie en alimentation électrique et en refroidissement ainsi que des gains de place. Gestion électrique AMÉLIORÉE Le gestionnaire Intel Intelligent Power Node Contrôleur Contrôleur Manager, allié à certains utilitaires des systèmes mémoire mémoire Processeur Processeur d’exploitation, permet à la DSI de fixer une enveloppe électrique à un rack, à une rangée deMémoire vive Mémoire vive serveurs comme au datacenter dans son entier, Gestion électrique et de le densifier ainsi jusqu’à 20 % en plus.11 Contrôleur à ces deux des E/S niveaux aussi Une virtualisation rationalisée se traduit par • États électriques plus nombreux, surtout en basse consommation des taux de consolidation plus élevés. Les • Passage raccourci d’un état électrique à un autre • Gestion électrique de la mémoire et des E/S aussi améliorations apportées à la technologie Figure 2. La gestion automatique des états électriques module la Intel VT,12 associées à la refonte de la consommation en temps réel, en fonction de la charge applicative. plate-forme, dégagent ainsi des gains de performances en virtualisation d’un facteur allantLe rendement, c’est aussi celui jusqu’à 2,1 par rapport aux serveurs biprocesseursde l’activité d’architecture Intel sortis en 2008. Sa récente prise en charge des tables EPT (Extended PageL’énergie est une ressource censée stimuler la productivité, pas la restreindre. Tables) raccourcit en effet les temps systèmeLes processeurs Intel Xeon série 5500 dégagent ainsi un rendementénergétique hors pair face à des impératifs applicatifs divers et variés, soit, correspondant à la virtualisation des tablesconcrètement, des gains de performances d’un facteur allant jusqu’à 2,25 pour de pagination.une enveloppe thermoélectrique comparable.9 Or ces gains de rendement se La flexibilité qu’assure la technologie Intel VTconcrétisent aussi par une entreprise plus adaptable et plus réactive, des FlexMigration pour le basculement en temps réelapplications et des processus opérationnels plus rapides ainsi que par la margede puissance électrique et de traitement indispensable à un inévitable d’une charge applicative en cours d’exécution,renforcement de la panoplie logicielle. d’une machine virtuelle à une autre — soit manuellement, soit automatiquement sur la baseLe rendement commence de règles préétablies, favorise les économies d’énergie puisqu’il devient possible de concentrerpar les processeurs les sollicitations sur un nombre de plates-formesUn rendement optimal s’établit dès le niveau le plus fondamental du datacenter, restreint durant les heures creuses.avec des processeurs et des plates-formes qui maximisent le taux d’utilisation Les entreprises qui exploitent déjà des serveursde chaque serveur. Parmi les multiples composants des serveurs actuels, les plus d’architecture Intel sont ainsi parvenues, grâceconsommateurs d’énergie sont en effet les processeurs, et il est doncimpératif, dans le cadre du remplacement programmé de ces machines, d’opter à la virtualisation, à réaliser des coupes clairespour des puces à très haut rendement énergétique. Or, grâce à la technologie dans leur parc d’infrastructure, à doper leursIntel Intelligent Power, les processeurs Intel Xeon série 5500 dégagent, au performances métier et à largement diminuerniveau de la configuration tout entière, un rendement énergétique record.10 leurs coûts. Lisez leur témoignageEn renouvelant une infrastructure existante par des serveurs ainsi équipés, on sur www.intel.fr/references (français) ouse dote ainsi des capacités indispensables au développement de l’activité, tandis www.intel.com/references (anglais).que les économies prévisionnelles réalisées sur la facture électrique rentabilisentl’achat de nouveaux serveurs en quelques mois à peine.5 3
  • 4. Complément d’informationL’optimisation du rendement électrique et de traitement s’impose comme l’un des outils incontournablespour pérenniser les datacenters existants comme pour maximiser la rentabilité des nouveaux. Fondés sur lamicroarchitecture Nehalem d’Intel, les processeurs Intel Xeon série 5500 donnent aux DSI la faculté de tirerun rendement exceptionnel des serveurs qui en sont dotés, tout en réduisant leur facture électrique.Renseignez-vous :Processeurs Intel® Xeon® série 5500 : www.intel.fr/xeon.Microarchitecture Nehalem d’Intel : www.intel.com/technology/architecture-silicon/next-gen (en anglais).Banc d’essai SPECpower : www.spec.org/power_ssj2008 (en anglais).Coût de revient d’un datacenter : isdlibrary.intel-dispatch.com/isd/114/datacenterTCO_WP.pdf (en anglais).1 Source : Infoworld, 26 mars 2008.2 Source : « Virtualization and Multicore Innovations Disrupt the Worldwide Server Market », IDC, réf. 206035, mars 2007.3 numérotation des processeurs Intel® ne constitue pas une indication quantitative de leurs performances. Elle permet de différencier des modèles appartenant à une même famille (ligne) de La processeurs, mais non pas à des familles différentes. Voir http://www.intel.com/products/processor_number/fra à ce sujet.4 Résultat obtenu en interne par Intel (février 2009) : en régime de ralenti, sur ordinateurs Supermicro* exploitant la plate-forme de génie logiciel Supermicro. Résultats et configurations : 1) 221 W avec deux processeurs Intel® Xeon® E5450 (3,0 GHz, 80W), 8 x 2 Go de mémoire FB-DIMM à 667 MHz, bloc d’alimentation 700 W et disque dur SATA de 320 Go ; 2) 111 W avec deux processeurs Intel® Xeon® E5540 (2,53 GHz, Nehalem 80 W), 6 x 2 Go de mémoire RDIMM DDR3-1066, bloc d’alimentation 800 W et disque dur SATA de 150 GB 10k. Les deux configurations étaient gérées sous Windows* Server 2008 avec ports USB désactivés et mode d’économies d’énergie maximales sélectionné pour la gestion électrique des liens PCIe.5 Source : Intel (mars 2009). Remplacement de neuf serveurs sortis quatre ans plus tôt et équipés de processeurs Intel® Xeon® simple cœur à 3,8 GHz avec 2 Mo de cache, par un serveur neuf, doté de processeurs Intel® Xeon® X5570. Issus d’une analyse réalisée en interne par Intel, les résultats sont estimatifs et ne sont fournis qu’à titre informatif.6 bénéfice de la technologie Intel® Intelligent Power suppose que la configuration soit dotée d’un processeur, d’un jeu de composants, d’un BIOS et, pour certaines de ses fonctions, d’un système Le d’exploitation qui la prennent en charge. Ses fonctions et autres avantages sont susceptibles de varier selon son implémentation matérielle et de nécessiter la mise à jour du BIOS, du système d’exploitation ou des deux. Consultez à ce sujet le constructeur de la configuration concernée.7 Résultat obtenu en interne par Intel (février 2009) : en régime de ralenti, sur ordinateurs Supermicro* exploitant la plate-forme de génie logiciel Supermicro. Résultats et configurations : 1) 221 W avec deux processeurs Intel® Xeon® E5450 (3,0 GHz, 80W), 8 x 2 Go de mémoire FB-DIMM à 667 MHz, bloc d’alimentation 700 W et disque dur SATA de 320 Go ; 2) 111 W avec deux processeurs Intel® Xeon® E5540 (2,53 GHz, Nehalem 80 W), 6 x 2 Go de mémoire RDIMM DDR3-1066, bloc d’alimentation 800 W et disque dur SATA de 150 GB 10k. Les deux configurations étaient gérées sous Windows* Server 2008 avec ports USB désactivés et mode d’économies d’énergie maximales sélectionné pour la gestion électrique des liens PCIe.8 données correspondent au processeur Intel® Xeon® X5365 (stepping B-3) pour la série 5300, au processeur Intel® Xeon® X5470 (stepping E-0) pour la série 5400 et au processeur Intel® Xeon® Les W5580 pour la série 550 (stepping D-0). Le nombre de modes d’exploitation comprend toute la série des fréquences de fonctionnement, dont les fréquences en modes Turbo Boost et de base. La puissance en régime de ralenti correspond aux modes C6 pour la série 5500 et C1E pour les séries 5300 et 5400. Le mode C6 nécessite une prise en charge par le système d’exploitation et peut varier d’un modèle de processeur à un autre. L’accélération des transitions correspond à la latence en sortie du mode C1E de la puce.9 rapport aux processeurs Intel® Xeon® Série 5400. Gains de performances étayées par de multiples résultats, notamment à deux bancs d’essai, l’un en OLTP sur base de données et l’autre en Par informatique scientifique intensive (SPECfp_rate_base2006*). Mesures relevées en interne par Intel (février 2009).10 ésultat obtenu en interne par Intel (février 2009) : en régime de ralenti, sur ordinateurs Supermicro* exploitant la plate-forme de génie logiciel Supermicro. Résultats et configurations : 1) 221 W R avec deux processeurs Intel® Xeon® E5450 (3,0 GHz, 80W), 8 x 2 Go de mémoire FB-DIMM à 667 MHz, bloc d’alimentation 700 W et disque dur SATA de 320 Go ; 2) 111 W avec deux processeurs Intel® Xeon® E5540 (2,53 GHz, Nehalem 80 W), 6 x 2 Go de mémoire RDIMM DDR3-1066, bloc d’alimentation 800 W et disque dur SATA de 150 GB 10k. Les deux configurations étaient gérées sous Windows* Server 2008 avec ports USB désactivés et mode d’économies d’énergie maximales sélectionné pour la gestion électrique des liens PCIe.11 ource : étude de cas « Dynamic Power Optimization for Higher Server Density Racks – A Baidu Case Study with Intel® Dynamic Power Technology », Intel, 2008 S (http://communities.intel.com/servlet/JiveServlet/previewBody/1492-102-1-1723/Node%20Manager%20Baidu%20POC%20WhitePaper%20-%20External.pdf).12 e bénéfice de la technologie de virtualisation Intel® VT (Virtualization Technology) suppose que l’ordinateur concerné soit équipé d’un processeur Intel®, d’un jeu de composants, d’un BIOS, d’un L hyperviseur et, pour certains usages, de logiciels de niveau plate-forme particuliers, qui tous ont été optimisés pour elle. Les fonctionnalités, les performances et autres avantages varient selon la configuration matérielle et logicielle et peuvent nécessiter la mise à jour du BIOS. Les hyperviseurs sont susceptibles de ne pas être compatibles avec tous les systèmes d’exploitation. Pour plus d’informations sur un hyperviseur précis, consultez son éditeur.13 ésultats obtenus au banc d’essai VMmark*. Les chiffres s’appuient sur des résultats publics pour le processeur Intel® Xeon® X5470 et sur des mesures effectuées en interne par Intel (février 2009) R pour le processeur Intel® Xeon® X5570. Résultats et configurations : 1) score de 9,15 pour 7 « mosaïques » (ensembles de six machines virtuelles chacune) sur plate-forme serveur HP Proliant* ML370 G5 dotée de processeurs Intel® Xeon® X5470 (3,33 GHz, 2 x 6 Mo de cache L2, bus principal à 1333 MHz), de 48 Go de mémoire vive et de VMware ESX 3.5.0 Update 3 ; 2) score de 19,51 pour 13 mosaïques sur plate-forme équipée de processeurs Intel® Xeon® X5570 (2,93 GHz, 8 Mo de cache L3, bus QPI à 6,4 GT/s), de 72 Go (18 x 4 Go) de mémoire vie DDR3-800 et de VMware ESX Build 140815.Les tests et les indices de performances portent sur des configurations spécifiques, leurs éléments ou les deux. Ils rendent compte approximativement des performances des produits Intel mesurées parces tests. Une différence dans la configuration matérielle ou logicielle est ainsi susceptible d’avoir une incidence sur les performances effectives. Il est donc conseillé aux acheteurs de consulter d’autressources d’informations pour évaluer les performances des configurations ou des éléments de configuration dont ils envisagent l’acquisition. Pour plus d’informations sur les tests de performances desproduits Intel, consulter la page www.intel.com/performance/resources (en anglais).Les informations fournies ici sont prévisionnelles et, à ce titre, susceptibles de modification. Voir www.intel.com/performance (en anglais) à ce sujet.©Les autres noms et dénominations peuvent être revendiqués comme marquesdes marques déposées ou enregistrées d’Intel Corporation ou de ses filiales, aux Etats-Unis et dans d’autres pays.* 2009 Intel Corporation. Tous droits réservés. Intel, le logo Intel et Xeon sont par des tiers.RCS Nanterre B 302 456 199 Pensez à recycler le papier. 321599-001FR

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