Het bouwen van een zuinige server (deel 3)
Geplaatst door Jeroen van Agt in Energiebesparing 38 Reacties»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.
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 |
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.
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 op “Het bouwen van een zuinige server (deel 3)”
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.
Voor het reduceren van spin-ups van de systeemdisk kan deze info handig zijn:
Linux Hard Disk Spin-Down
Betekend dit dat de schijf volledig stil wordt gezet? zo ja gaat dit niet ten kostte van de levensduur?
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.
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…
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.
Ik gebruik de volgende twee promise SATA controllers:
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?
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.
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.
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.
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?
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.
Dus zodra een 30 GB (of groter) Flashdisk betaalbaar wordt dan is dit een interessante optie.
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.
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.
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.
@ 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.
Bert, om te voorkomen dat we helemaal offtopic raken (daar heeft Menno helemaal gelijk in) een paar korte antwoorden:
Voor meer hardware vragen over de mogelijkheden met moederbord en de processor kun je beter terecht bij tweakers.
En wie geeft tips voor deel 4?
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.
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.
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
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.
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.
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
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.
Zie ook:
http://www.glasvezelstraat.nl/Green.htm
Een energie zuiniger server op basis van een Intel CPU!
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…
@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
@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
Heb ook freenas (www.freenas.org) werkt perfect. De server gebruikt 29 watt als de hdd stopt. celeron 533 hp vectra 128 mb geheugen
Wie doet het voor 5 Watt?
http://www.gadgettastic.com/2007/07/20/fitpc-from-compulab-fanless-paperback-sized-linux-pc/
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!
@michiel
Wordt je nog blijer van 5Watt?
http://www.fit-pc.com/index.htm
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/
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.
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…
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.
@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!
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