OliNo

Duurzame Energie

Het bouwen van een zuinige server (deel 3)

Geplaatst door Jeroen van Agt in Energiebesparing Geef een reactie

Dachten we dat we met onze RAID5 Linux server van 90 Watt al aardig op de goede weg waren, recent kreeg ik een tip hoe we onze server nog zuiniger konden krijgen. Wat blijkt, inmiddels is de server ongeveer 30 Watt zuiniger. De oplossing: kwestie van handig configureren.

server


In het artikel “Het bouwen van een zuinige server (deel 2)” heb ik laten zien dat door het toepassen van zuinige componenten het energie verbruik is gedaald van 250 Watt naar 90 Watt. Een groot gedeelte van het overgebleven vermogen gebruikt heeft te maken met de 6 harddisken van 250 GB. Nu kreeg ik een tip van een collega (dank je Maarten) dat hier met behulp van software nog wel een winst te halen is.

Het doel van de server

De Linux server wordt op dit moment voor de volgende zaken gebruikt.

  • Fileserver
  • Software RAID5
  • Print server
  • Automatische backups naar DVD
  • Download server: torrents (azureus)
  • Mail server (postfix)
  • Fetchmail voor het ophalen van pop3
  • Automatische scan van alle uitgaande en binnenkomende mail op virussen.
  • DHCP server
  • DNS server
  • Subversion server
  • Apache webserver (voor development)
  • MySql database (voor development)
  • MythTV server
  • FireWall

Het grootste gedeelte van de tijd heeft de server niets te doen (idle) en worden de meeste harddisken niet actief gebruikt.

De harddisken

In de Linux server zitten 6 SATA Hitachi Deskstar 7K250 harddisken (HDS722525VLSA80) van ieder 250 GB. Een harddisk wordt gebruikt als boot en systeem disk, de overige 5 SATA harddisken draaien in een software RAID5 configuratie waarvan er 1 harddisk als spare ingesteld is.

Harddisk Gebruikt als Gemount als
sdd boot/systeem /
sda Raid5 (hot spare) /fileserver
sdb Raid5 /fileserver
sdc Raid5 /fileserver
sde Raid5 /fileserver
sdf Raid5 /fileserver

Hitachi Deskstar 7K250

Een van de 6 Hitachi Deskstar 7K250 harddisks

Het energie verbruik van een harddisk

Het energie verbruik van een harddisk is sterk afhankelijk van zijn modus. Onderstaande tabel geeft een overzicht van de verschillende modi en het bijbehorende energie verbruik.

/wp-content/uploads/2008/articles/zuinige-server3-tabel-energie-verbruik-hdd_400.jpg

Zoals je kunt zien in de tabel varieert het energie verbruik van 10.6 Watt bij random lees/schrijf acties tot 1.2 Watt in sleep mode.

Het is dus interessant om een harddisk in sleepmode/standby stand te zetten indien er geen harddisk activiteit is.

De HDD activiteit

De systeem disk wordt het meest gebruikt in deze Linux server en hierdoor is deze meestal regelmatig actief. Je moet hierbij denken aan logging, email storage/retrieval, dhcp leases, etc…

Het filesysteem (RAID5) van 750 GB wordt hoofdzakelijk gebruikt door de fileserver en subversion repositories. Het grootste gedeelte van de tijd is hier geen activiteit en hoeven de harddisken dus ook niet continue te draaien.

Time-out

Aan elke harddisk in een Linux systeem kun je een aparte time-out geven wanneer deze een spin-down moet gaan doen (standby / sleepmode). Zodra een harddisk in standmode staat gebruikt deze fors minder stroom. Hiervoor kun je het volgende commando gebruiken

hdparm -S 60 /dev/sdd

Met bovenstaande commando wordt er een time-out toegekend van 5 minuten aan de systeem disk. Zodra de systeem disk langer dan 5 minuten niet gebruikt wordt dan zal deze een spin-down gaan doen. Of dit ook daadwerkelijk gaat gebeuren is de vraag omdat de systeem disk gebruikt wordt voor veel verschillende processen.

Interessanter zijn de time-outs voor de RAID5 harddisken. Deze worden veel minder gebruikt dan de systeem disk en verbruiken samen ook een groot gedeelte van het vermogen. Met het volgende commando geven we de 5 harddisken (ieder apart) een time-out van 1 minuut

hdparm -S 12 /dev/sda

Hier volgt een overzicht van de verschillende harddisken en hun time-outs

Harddisk Gebruikt als Time-out (minuten)
sdd boot/systeem 5
sda Raid5 (hot spare) 1
sdb Raid5 1
sdc Raid5 1
sde Raid5 1
sdf Raid5 1

De besparing

Na een time-out van 1 minuut blijken de 5 RAID5 harddisken zich inderdaad 1-voor-1 uit te schakelen. Na een eerste meting blijkt dat het totale energie verbruik van de server met ongeveer 30 Watt is afgenomen.

Hiermee komt het energie verbruik van de server op ongeveer 60 Watt.

Laten we nu aannemen (een langere termijn meting moet dit gaan bevestigen) dat de RAID5 disken in ongeveer 10% wel gebruikt worden dan kom ik op een

jaarbesparing van 30 Watt x 24 uur x 365 dagen x 0,90 = 236 kWh.

Verdere besparing mogelijkheden

Door de systeem disk minder actief te laten worden kan hier misschien ook nog een besparing gehaald worden. In de huidige situatie is deze disk te actief waardoor er nooit een lange time-out optreedt.

De volgende opties wil ik nog onderzoeken om te kijken of het lukt om de systeem disk activiteit omlaag te brengen.

  • Minder logging
  • Minder vaak email ophalen
  • noatime optie in fstab (reduceert schrijf acties)

38 Reacties to “Het bouwen van een zuinige server (deel 3)”

  1. JeroenH Says:

    Misschien is het een optie om de systeemschijf te vervangen door een flash-schijf? Die beginnen nu net op de markt te komen. De prijs is vooralsnog pittig, maar de reductie in stroomverbruik zal aanzienlijk zijn. Er zal ook enige snelheidswinst zijn, hoewel die winst bij de meeste toepassingen bescheiden zal zijn.

    Sandisk 32Gb disk

    Adtron 160Gb disk

    De enige beperking zou kunnen zijn dat flashgeheugen maar een beperkt aantal keren beschrijfbaar is, maar dat nadeel wordt steeds kleiner door (in de disk ingebouwde) slimme schrijfalgoritmen die de schrijfbelasting over de hele disk spreiden. Zeker onder Linux kun ben je erg flexibel wet de swapfile waardoor dat volgens mij nu al geen probleem hoeft te zijn.

  2. Maarten Says:

    Voor het reduceren van spin-ups van de systeemdisk kan deze info handig zijn:
    Linux Hard Disk Spin-Down

  3. bcmeijer Says:

    Betekend dit dat de schijf volledig stil wordt gezet? zo ja gaat dit niet ten kostte van de levensduur?

  4. Marc Says:

    Als aanvulling op het bovenstaande verhaal het volgende: ik gebruik een Compaq desktop, Pentium II, 450Mhz met een SAMSUNG SP2014N/VC100-41, 200Gb harddisk als NAS. Daarvoor gebruik ik de aangepaste FreeBSD installatie FreeNAS (zie http://www.freenas.org).

    FreeNAS biedt de mogelijkheid om zowel de parameters voor Acoustic Level als Advanced Power Management voor de disk aan te passen. Na meeting met behulp van een Watt meter van de Media Markt blijkt het volgende: tijdens de start vraagt de Compaq circa 65 Watt, gedurende normaal verbruik loopt dit terug tot circa 40 Watt. Zodra de disk stil valt (na 5 minuten) daalt het verbruik tot 25 Watt. FreeNAS maakt gebruik van de FreeBSD utility ataidle om de parameters van de disk te zetten.

    In de praktijk zal een NAS systeem vaker idle staan dan actief gebruikt worden. Iedere besparing in het stroomgebruik is dan ook een welkome aanvulling.

    FreeNAS heeft nog een andere prettige instelling: het is mogelijk om het systeem op een van te voren vast te stellen tijdstip automatisch te laten afsluiten. In een kantoorsituatie kan dit enorm helpen om het energie verbruik te verminderen.

  5. Pieter Says:

    Beste Jeroen van Agt,

    Een klein vraagje omtrent jullie RAID5. Welke controller gebruiken jullie om 6 schijven in Software RAID5 opstelling te laten draaien? Dit aangezien er geen 6 SATA poorten op jullie moederbord aanwezig zijn.

    Bij voorbaat dank…

  6. JeroenH Says:

    Ik zie dat dat FreeNAS kan draaien vanaf een CF-card, zeker i.c.m. de genoemde powersave functies klinkt dat erg interessant. Niet dat ik een server ga draaien, maar toch.

  7. Jeroen8 Says:

    Ik gebruik de volgende twee promise SATA controllers:

    • Promise Technology, Inc. PDC20518/PDC40518 (SATAII 150 TX4) (rev 02)
    • Promise Technology, Inc. PDC20375 (SATA150 TX2plus) (rev 02)

    De TX2plus zou eigenlijk overbodig moeten zijn omdat het moederbord ook twee sata aansluitingen heeft maar ik kreeg deze onboard aansluitingen niet aan de gang in combinatie met het booten vanaf een sata harddisk.

    Overigens gebruik ik Linux OpenSuse 10.2 (2.6.18.2-33-default kernel).

    Overigens kan ik in /etc/sysconfig/powermanagement ook een time-out zetten voor de harddisks in the throttled mode. Heeft iemand hier ervaring mee?

  8. Jeroen8 Says:

    JeroenH: zo’n flashdisk als systeem disk is inderdaad zeer interessant. Ik hou de ontwikkelingen op dit gebied al een tijdje in de gaten.

    Volgens de specificaties gebruikt zo’n flashdisk slecht 0.3w in active mode en 0.005w in idle mode.

    Helaas zijn ze nog wel erg duur. Dus ik vrees dat ik nog even geduld moeten hebben.

  9. Maarten Says:

    bcmeijer: De motor die de platters ronddraait wordt inderdaad stilgezet. Als deze langdurig stilstaat, lijkt het me dat dit de levensduur ten goede zal komen: minder slijtage aan mechanische onderdelen en minder warmteproduktie. Maar als de motor steeds kort stilstaat en dan weer moet opstarten dan zou dat inderdaad nadeling kunnen zijn voor de levensduur van de drive. Op mijn server heb ik gekozen voor een timeout die een stuk hoger ligt dan de 1 minuut die Jeroen gebruikt, maar of dit ook zorgt voor significant minder vaak opstarten weet ik niet.

  10. JeroenH Says:

    Jeroen8: hoeveel ruimte heb je nodig op de systeemschijf?

    Een 8Gb CF-kaartje is al te krijgen voor minder dan €100

    http://tweakers.net/pricewatch/142149/Compact-Flash-8GB-(Peak-120x)-prijzen.html

    Een CF->IDE adapter voor € 12

    http://www.cf2ide.nl/productinfo.php?productsid=31

    Dus dat hoeft niet al te veel te kosten.

    Ik heb een wat oudere laptop liggen, en een 2Gb CF-kaartje, als er tijd is (…) wil ik daarmee echt aan de gang, ook meten wat het verschil in energie-verbruik is, etc.

  11. Pieter Says:

    De prijzen van een 4 GB Flashdisk vallen wel mee. Neem bijvoorbeeld de Transcend 4GB IDE Flash Module, zie voor meer info: http://shop.transcend.nl/product/ItemDetail.asp?ItemID=TS4GDOM44V

    Waarom zet je die niet in?

  12. Jeroen8 Says:

    4GB is een beetje weinig voor mijn systeemdisk. Op dit moment staan hier ook de home drives (met een email), databases, etc.. vanwege de hogere frequentie van (disk) activiteit.

    Op dit moment gebruik ik ongeveer 15 GB van mijn systeem disk.

    Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
    /dev/sdd4 68G 13G 56G 19% /
    udev 474M 148K 474M 1% /dev
    /dev/sdd3 3.1G 124M 2.9G 5% /tmp
    /dev/sdd2 3.1G 1.4G 1.7G 44% /var

    Dus zodra een 30 GB (of groter) Flashdisk betaalbaar wordt dan is dit een interessante optie.

  13. Bert Says:

    Ik heb inmiddels ook een ASrock k7s41gx i.c.m. een Geode 1750. Het is wel totaal off-topic, maar er zijn wat hardnekkge problemen. Misschien weet iemand een (of meer) oplossing.

    • Het geluid via de onboard geluidskaart verzuipt in “lawaai”, ondanks het feit dat de driver van de asrock site is geinstalleerd.
    • Een groter probleem is het geregelde vastlopen van het systeem. Hebben jullie daar ook last van?
    • Als de stroomtoevoer volledig wordt afgesloten (stekker uit het stopcontact, dus niet alleen de schakelaar van de voeding op “uit”) is het lastig om weer op te starten.

    Nog iets. Hoe kun je die cool-and-quiet (of hoe het ook heet) optie inschakelen? Ik kan niks viden in de bios of in het control panel.

  14. Bert Says:

    Is er voor de CPU-ventilator maar een enkele optie beschikbaar; draaien op maximale snelheid?
    Dat is een behoorlijk teleurstelling(want erg rumoerig). Zelfs met Speedfan valt er niks aan te doen, want de chipset wordt niet herkend.

  15. Menno I Says:

    @ Bert: controleer eens of je systeem aan een geaard stopcontact hangt, doet vaak wonderen. Suggestie: verdere vragen over je systeem op gathering.tweakers.net stellen? Houden we de boel hier on topic: energie besparen.

  16. Jeroen8 Says:

    Bert, om te voorkomen dat we helemaal offtopic raken (daar heeft Menno helemaal gelijk in) een paar korte antwoorden:

    • Geluid is bij ons niet van toepassing omdat we een server draaien. Geen ervaring dus.
    • Wij draaien zelf met een Geode NX 1500 in onze server. Deze kan passief gekoeld worden en dissipeert ook minder warmte dan de NX 1750. Wij hebben geen probleem met vastlopen. Spontaan vastlopen kan ook veroorzaakt worden door een warmte probleem. Wat is de temperatuur van je processor?
    • Weet je zeker dat je vcore spanning goed is? Zie ook deel 2 van dit artikel. Een te hoger vcore spanning zorgt ervoor dat je processor overclocked wordt (en dus meer energie vebruikt en erg warm wordt).

    Voor meer hardware vragen over de mogelijkheden met moederbord en de processor kun je beter terecht bij tweakers.

  17. Pieter Says:

    En wie geeft tips voor deel 4?

  18. Pieter Says:

    Wij hebben onlangs de systeemschijven van onze servers vervangen door Transcend 4GB IDE Flash Modules. Deze prik je rechtstreeks op het IDE aansluitpunt op het moederbord.

    Aangezien de servers beschikken over een grote hoeveelheid geheugen, die nog nooit volledig is aangesproken, hebben we de SWAP partitie uitgeschakeld. Dit werkt prima.

    Hiermee hebben we dus weer de nodige watt’s bespaard. Ik zal binnenkort eens meten wat de servers exact verbruiken, maar dan moet er een watt-meter tussen en moeten de servers dus even worden uitgeschakeld.

    Ik zal er dan ook gelijk een lijstje bij zetten welke onderdelen in de servers zitten, zodat je een indruk krijgt wat het verbruik is in relatie tot de onderdelen.

  19. JeroenH Says:

    Linux als server-OS zou ‘groener’ (IMO een rare term) zijn dan windows :

    http://www.techworld.com/opsys/news/index.cfm?newsid=8226

    Het stuk klinkt aannemelijk.

  20. block Says:

    Ik heb ook een linux server met hetzelfde moedernbord en processor,
    maar na het booten doet niks het meer.
    ik heb zo’n beetje alles al geprobeert
    Weet iemand een oplossing

  21. Bjorn Says:

    Misschien ook nog een tipje voor een lager enegieverbruik, wat ik zelf ook gebruik bij mijn Geode NX 1750+ is RMCLOCK UTILITY.

    Heb dit zo ingesteld dat als de pc idle staat hij de proc terugklokt naar 3 x 133 = 400MHz ipv 1400MHz. Hoe meer power gevraagd wordt hoe hoger de multiplier, van 3 x 133 tot de standaard 10.5 x 133.

    Weet alleen niet of dit programma ook draait onder linux.

  22. Jeroen8 Says:

    block:

    Weet je zeker dat je koeling van je processor goed is?

    Je hebt voor de Geode NX wel een goed passief (zonder ventilator) koelblok nodig. Je kunt hiervoor gewoon een normale Socket-A koelblok nemen en de ventilator eraf halen.

    Als de processor te warm wordt, dit gaat heel snel zonder koelblok, dan slaat de processor direct vast. Je komt dan zelfs niet in de bios.

    Als dit het niet is zou je eens kunnen opstarten met een Linux rescue CD. Deze zou het altijd moeten doen. Dan weet je of het een hardware of software probleem is.

  23. Pieter Says:

    Ze zijn weer binnen. Compleet getest en afgesteld op het laagst mogelijke voltage.

    http://www.computerstunt.nl/onderdeel/943/moederbord/weer-binnen-zeer-zuinige-bundel-pcchips-848-amd-geode-14-watt-euro-77.html

    Doe er je voordeel mee

  24. JeroenH Says:

    Ik heb er niet al te veel verstand van, maar dit klinkt mogelijk interessant:

    http://tweakers.net/nieuws/47775/AMD-introduceert-Sempron-met-9W-tdp.html

    9W lijkt me niet veel voor een processor… Helemaal als je het combineert met een zuinige flashdisk biedt dit leuke mogelijkheden voor zuinige computers.

  25. Gjalt Says:

    Zie ook:

    http://www.glasvezelstraat.nl/Green.htm

    Een energie zuiniger server op basis van een Intel CPU!

  26. jeroen8 Says:

    Gjalt: mijn complimenten voor je mooie snelle en toch zuinige server.

    Heb jij voor je server geen behoefte aan RAID 5? Ik kan me voorstellen dat 1 HDD van 500 GB toch wel een risico op levert voor dataverlies als die een keer kapot gaat.

    Een wijs man zei ooit: “Een harddisk gaat ALTIJD kapot, de vraag is alleen wanneer…”

    Dit heb ik ook in de praktijk ondervonden:

    Ik heb een harddisk gehad die al meer dan 7 jaar continue gedraait heeft en ik heb splinternieuw exemplaar gehad die het al na 3 maanden begaf.

    Ik heb zelf bewust gekozen voor een minder snelle en zuinigere processor (6 W). De server blijkt in de praktijk meer dan snel genoeg. Dit heeft waarschijnlijk ook te maken met het feit dat ik Linux draai.

    De enige winst die ik nu nog kan halen op het energie verbruik is door over te schakelen op flash harddisken. Echter deze zijn nu nog aan de prijzige kant. Maar ik hou de ontwikkelingen in de gaten…

  27. Anton Says:

    @Gjalt
    63 W?! Ik heb een PC samengesteld die minder kost, nauwelijks minder presteert en idle nog geen 37 W gebruikt!

    Specs: http://tweakers.net/gallery/63649/sys

    Discussie: http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/1207455/last

  28. Anton Says:

    @Gjalt
    63 W?! Ik heb een PC samengesteld die minder kost, nauwelijks minder presteert en idle nog geen 37 W gebruikt!

    Specs: http://tweakers.net/gallery/63649/sys

    Discussie: http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/1207455/last

  29. Rob Says:

    Heb ook freenas (www.freenas.org) werkt perfect. De server gebruikt 29 watt als de hdd stopt. celeron 533 hp vectra 128 mb geheugen

  30. MVX Says:

    Wie doet het voor 5 Watt?
    http://www.gadgettastic.com/2007/07/20/fitpc-from-compulab-fanless-paperback-sized-linux-pc/

  31. michiel Says:

    HP Vectra SLi8 PIII 450 met 512 MB Ram
    Standaard voeding, geen optical en floppy aangesloten.
    40 GB HD

    29.6 Watt als HDD draait
    24.6 HHD sleep
    22.6 Als ik passief ga koelen.

    Een andere netwerk kaart er op (realtek) gaf mij ook nog 1 watt winst.

    Verder alles wat uit te schakelen was in de BIOS uitgezet.

    Ben eigenlijk op zoek naar een oud bordje die ik kan underclocken en fancontrol heeft.

    Doel -> Onder de 20 watt te komen.
    Waarom? -> Omdat het kan!

  32. mvx Says:

    @michiel
    Wordt je nog blijer van 5Watt?
    http://www.fit-pc.com/index.htm

  33. jeroen8 Says:

    Meer tips hoe je in Linux kunt besparen op je energie verbruik van je laptop, desktop en server kun je vinden op de Engelstalige website http://www.lesswatts.org/

  34. Paul Says:

    Is het niet interessanter om heel de Raid de deur uit te doen?

    Je hebt nu 8 devices in dienst! En het meeste bespaar je natuurlijk door dingen gewoon niet te gebruiken, dat is 0,0 verbruik.

    Je hebt op dit moment 6 (verouderde) 250GB HDD’s in gebruik die een functionele capaciteit opleveren van 1TB. Als je deze nou vervangt door een enkele HDD van 1TB, dan kun je je controlers + 6HDD’s aan de kant zetten. Als je deze dan tevens vervangt door een nieuwe generatie zuinige HDD, zoals een Western Digital Caviar Green edition, dan doe je het helemaal goed!

    Je hebt daarnaast natuurlijk nu een raid-5, maar zou je dit niet kunnen ondervangen met een dienst als KPN Back-up online? Dat scheelt je meteen een heleboel DVD’s. Als dat niet goed genoeg is, dan kun je natuurlijk altijd nog twee HDD’s nemen in raid-1.

  35. Andres Says:

    Hoi hoi,
    hier thuis gebruik ik een netbook(umpc) als server, ik ben hier zeer tevreden mee. De bedoeling was eigenlijk om een pc aan mijn tv te hangen en deze te gebruiken om het groeiende aanbod van media via het net rechtstreeks op tv te zien. Jammer maar helaas het netbookje heeft de nodige rekenkracht niet. Het was dan ook een teleurstellende aankoop :
    € 150,- in Carrefour (lekker goedkoop dat wel)
    Hercules ecafe EC-800-H20G/S
    AMD Geode LX 800 (500MHz cpu)
    512 MB DDR RAM
    1,8″ 20GB P-ATA HDD (geen sdd)
    10/100 Ethernet, 802.11 b/g WIFI
    2 USB 2.0 ports
    1 card reader (SD,SDHC,MMC & MS)
    en last but not least het ding heeft genoeg aan een 25 watt voeding.
    Dus als het ding met een lege batterij, met zwaarst mogelijke belasting van het systeem en dan nog het scherm, dat nu niet gebruikt word, volledig wit…
    dan heeft het nog geen 25 watt nodig.
    Er hangt wel een externe hdd aan omdat we met 20GB niet toekomen uiteraard.
    Lijkt mij toch een stukje zuiniger & goedkoper in aankoop dan een server bouwen op de klassieke manier.
    Maar in ieder geval, ik zou het ding niet meer kopen. De enigste nuttige toepassing ervan is nu net server zijn.
    Het scherm is te klein en te onleesbaar om op te werken,
    video weergeven dat lukt niet. Bestanden delen, torrent-downloader & mailserver, dat lukt feilloos.

    De meeste netbooks met Atom processor zijn wel snel genoeg om High Def video weer te geven…

  36. eric Says:

    mijn asus eee pc met ssd disk (os) en een shdc kaartje(128gb) als storage voldoet prima, het opgenomen vermogen is tussen de 2 en 10 watt.
    verder is een hoge performance haalbaar met eeectl, een tool om de clock in te stellen.
    de eeepc heeft een intel dothan processor, en is krachtig genoeg, en kan op de vga connector zelfs 1280×1024 hd video aan. ik heb er 2gb ram inzitten.
    waarschijnlijk de kleinste krachtigste server die mogelijk is op dit moment, de performance per watt laat alle grote servers verbleken tot fossiele dinosaurussen.

  37. Paulve Says:

    @Eric: dat klinkt als een erg interessant systeem. Weet je of Windows Server 2008 er ook op draait? Voor een server vind ik het persoonlijk wel belangrijk dat je een RAID-opstelling kunt inregelen, kan dat met met die eeePC ook? Ben oprecht benieuwd!

  38. Sprokkel Says:

    Server ombouwen???

    3 x mobo aangekocht met cpu , hoop ellende

    Voor 60,00 euro koop je een kompleet ITX bord via epia 1000GHz 512 MB ram,Max 1 GB ram

Geef een reactie

 

WP Theme & Icons by N.Design Studio
Gebruiksvoorschriften | Privacybeleid Adverteren Entries RSS Comments RSS Log in