1. Fiche Technologies
Écotechnologies Intel®
Modulation dynamique
de la consommation électrique
Processeurs Intel® Xeon® série 5500 :
rendement énergétique optimal sans transiger sur les performances
Les contraintes électriques que subissent les datacenters constituent un frein à l’adaptabilité et à la
réactivité de l’entreprise. À l’occasion d’un sondage récent, 42 % des exploitants de ces centres ont
ainsi déclaré que leurs installations allaient dépasser leurs capacités électriques sous douze à
vingt-quatre mois, et 39 % qu’il en irait de même, à une échéance identique, pour leurs capacités
de refroidissement.1 Le cabinet IDC, pour sa part, a calculé que, pour chaque euro dépensé en
accompagnement de nouveaux utilisateurs et applications, les DSI en déboursent la moitié en plus
pour l’alimentation électrique et le refroidissement de leurs équipements existants.2
Tandis que les datacenters atteignent les limites de leurs capacités électriques et de
refroidissement, la question du rendement énergétique se pose donc aussi bien
lorsqu’il s’agit de poursuivre l’exploitation d’une infrastructure existante que
d’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 énergétique
et leur mémoire sont automatiquement placés dans l’état électrique le moins
consommateur d’énergie pour traiter une charge logicielle donnée sans et virtualisation
transiger sur les performances. Les processeurs Intel Xeon série 5500
L’amélioration du rendement électrique passe
multiplient ainsi par cinq ainsi les possibilités d’économies d’énergie par
nécessairement aussi par la virtualisation, car
rapport aux premiers processeurs Intel à quatre cœurs pour serveurs :
celle-ci permet de regrouper des charges
états 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 un
mode 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 de
Mémoire 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 allant
Le rendement, c’est aussi celui jusqu’à 2,1 par rapport aux serveurs biprocesseurs
de l’activité d’architecture Intel sortis en 2008. Sa récente
prise en charge des tables EPT (Extended Page
L’énergie est une ressource censée stimuler la productivité, pas la restreindre.
Tables) raccourcit en effet les temps système
Les processeurs Intel Xeon série 5500 dégagent ainsi un rendement
énergétique hors pair face à des impératifs applicatifs divers et variés, soit,
correspondant à la virtualisation des tables
concrètement, 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 VT
concrétisent aussi par une entreprise plus adaptable et plus réactive, des
FlexMigration pour le basculement en temps réel
applications et des processus opérationnels plus rapides ainsi que par la marge
de 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 base
Le rendement commence de règles préétablies, favorise les économies
d’énergie puisqu’il devient possible de concentrer
par les processeurs les sollicitations sur un nombre de plates-formes
Un 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 serveurs
de chaque serveur. Parmi les multiples composants des serveurs actuels, les plus
d’architecture Intel sont ainsi parvenues, grâce
consommateurs d’énergie sont en effet les processeurs, et il est donc
impératif, dans le cadre du remplacement programmé de ces machines, d’opter à la virtualisation, à réaliser des coupes claires
pour des puces à très haut rendement énergétique. Or, grâce à la technologie dans leur parc d’infrastructure, à doper leurs
Intel Intelligent Power, les processeurs Intel Xeon série 5500 dégagent, au performances métier et à largement diminuer
niveau de la configuration tout entière, un rendement énergétique record.10 leurs coûts. Lisez leur témoignage
En renouvelant une infrastructure existante par des serveurs ainsi équipés, on
sur www.intel.fr/references (français) ou
se 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 rentabilisent
l’achat de nouveaux serveurs en quelques mois à peine.5
3

4. Complément d’information
L’optimisation du rendement électrique et de traitement s’impose comme l’un des outils incontournables
pour pérenniser les datacenters existants comme pour maximiser la rentabilité des nouveaux. Fondés sur la
microarchitecture Nehalem d’Intel, les processeurs Intel Xeon série 5500 donnent aux DSI la faculté de tirer
un 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 par
ces 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’autres
sources 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 des
produits 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.
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