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Analizar y optimizar el consumo de energía de Linux con PowerTop 2

La eficiencia energética es una preocupación creciente para los centros de datos que ejecutan varios servidores Linux. Cuanto más sepa sobre la utilidad PowerTOP 2, más información podrá obtener sobre el consumo de energía de Linux, lo que le ayudará a optimizar los servidores.

CPU, C-States y uso de energía

Para comprender la aplicación de monitoreo de energía PowerTOP, primero veamos cómo un servidor usa energía. En el estándar Interfaz de energía y configuración avanzada, el uso de energía se mide en estados C, a veces llamados modos C. Una CPU puede cambiar entre diferentes frecuencias de potencia, cada una de las cuales se designa en el estado C. Un procesador más activo estará en un estado C más bajo, lo que indica que consume más energía. Las CPU en un estado C superior, donde se reduce el consumo de energía, tardan más en activarse. Por ejemplo, una CPU en estado C 6 casi no consume energía; Pasarán 250 milisegundos o más antes de que la CPU se active por completo.

No se puede hacer mucho para influir en la forma en que un programa utiliza la energía, aunque el kernel de Linux intenta optimizar el uso de la energía. Lo que puede hacer es mover los componentes del sistema por los servidores del centro de datos para optimizar el uso de energía según la información que proporciona PowerTOP.

Descripción general de Linux PowerTOP

Figura 1. La descripción general de PowerTOP muestra qué procesos y dispositivos son responsables del mayor consumo de energía.

Uso de PowerTOP 2 para ver el consumo de energía

La utilidad PowerTOP 2 enumera los programas y controladores activos, así como su uso de energía. Esta lista puede mostrar, por ejemplo, que un módulo o programa que ni siquiera necesita en su servidor es responsable del mayor consumo de energía. Con esta información, puede incluir en la lista negra el módulo del kernel o eliminar completamente el programa de su sistema para reducir significativamente el uso de energía.

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La línea Resumen en la parte superior de la ventana Descripción general de PowerTOP muestra el consumo de energía de Linux desglosado por reactivaciones promedio por segundo, la cantidad de acciones que la unidad de procesamiento gráfico y el sistema de archivos virtual pueden realizar, así como el porcentaje de uso de la CPU. Con base en esta información, puede decidir inmediatamente dónde enfocar los esfuerzos de reducción de energía. En el ejemplo de la Figura 1, el sistema monitoreado tiene muchas activaciones por segundo que se pueden rastrear hasta el libvirtd, virt-manager y kvm Procesos.

Estadísticas de frecuencia de Linux PowerTOP

Figura 2. Un sistema que no hace mucho pasará la mayor parte del tiempo en modo de baja frecuencia.

Estadísticas de consumo de energía en PowerTOP 2

La información estadística de PowerTOP 2 muestra qué están haciendo los núcleos de la CPU y en qué estado C. Es bueno ver los resúmenes por núcleo de CPU, pero en la mayoría de los casos esto no lo ayudará a mejorar el rendimiento energético de un servidor.

La pestaña Estadísticas de frecuencia le permite relacionar estados C específicos con la frecuencia de reloj que utiliza una CPU. Descubra qué tan eficiente es la frecuencia de la CPU en casos de bajo uso. Puede esperar que las CPU modernas disminuyan a una frecuencia más baja cuando la carga de trabajo es ligera (consulte la Figura 2). Si la cantidad de trabajo aumenta repentinamente, el estado C de la CPU cambiará. En mi sistema de prueba, esto se reveló al ejecutar el comando dd if = / dev / zero of = / dev / null, un comando intensivo en la CPU que pone un núcleo de la CPU en modo turbo para realizar la tarea lo más rápido posible.

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Optimización y ajuste de energía de Linux

Elementos ajustables de PowerTOP de Linux

Figura 3. Configuración de optimización de la interfaz PowerTOP.

Para optimizar el consumo de energía de Linux, primero debe averiguar qué componentes del sistema utilizan la mayor cantidad de energía. Para algunos dispositivos, el controlador proporciona opciones de ajuste de energía. Puede encontrar una descripción general de estas opciones en la pestaña Tunables, encontrar el parámetro correcto y activarlo o desactivarlo. Para cambiar el valor actual de una configuración, selecciónelo y presione Enter. El cambio se aplicará y podrá ver instantáneamente si tiene el efecto que desea.

Además de los parámetros que puede cambiar directamente desde la interfaz de PowerTOP, hay muchas otras opciones a considerar. Imagine que en un sistema de archivos de servidor en particular, los controladores causan mucha actividad. Su mejor opción podría ser cambiar de sistema de archivos. En una carga de trabajo específica, un sistema de archivos avanzado de Linux como btrfs puede necesitar muchas más rutinas para hacer su trabajo en comparación con un sistema de archivos más simple como ext3. En tales situaciones, cree un entorno de prueba y juegue con los diferentes parámetros.

Sobre el Autor:

Sander van Vugt es un formador y consultor independiente con sede en los Países Bajos. Es un experto en alta disponibilidad, virtualización y rendimiento de Linux. Es autor de muchos libros sobre temas de Linux, incluidos Inicio de la línea de comandos de Linux, Inicio de la administración del servidor Ubuntu LTS y Administración del servidor Pro Ubuntu.

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