Exadata X11Mでの電源管理: パフォーマンスと効率の最大化

※本ページは、”Power Management with Exadata X11M: Maximizing Performance and Efficiency“の翻訳です。

Oracle Exadata Database Machine (Exadata)は、ハードウェアと高度なデータベース対応アルゴリズムと統合されたソフトウェアを、AI、分析、およびミッションクリティカルなOLTPワークロードに対してOracle Databasesを最適に実行できるエンジニアド・システムです。Exadata X11Mにより、このプラットフォームは、極めて高いスケールとパフォーマンスと、オンプレミス、Cloud@Customerを使用したハイブリッド・クラウド、すべての主要なパブリック・クラウド(OCI、Microsoft Azure、Google Cloud、Amazon AWS)を含むExadata Database Serviceなど、必要な場所でデプロイ可能な選択肢と柔軟性をお客様に提供し続けています。Exadata X11Mは、最新のAMD 96コアの2ソケットプロセッサおよび最新のAMD32コアのシングルソケットプロセッサを採用しています。96コアプロセッサごとに400ワットの電力が供給され、合計で800ワットになります。32コアプロセッサごとに210ワット分の電力が供給されます。これは、Exadataの1つのラックに複数のサーバーを組み合せると、多くの電力がかかります。

前回のサステナビリティ・ブログでは、すべてのワークロードで高いパフォーマンスを維持しながら、エネルギー消費と環境への影響を減らすためのExadataの機能について説明しました。Exadata X11Mは、エネルギー消費をさらに削減できる新しい世代のハードウェアおよびシステム・ソフトウェア・イノベーションを採用しています。このブログでは、サステナビリティ目標をさらに達成するためにお客様に提供する最新のExadata X11M省電力機能をすべて網羅しています。

お客様のモチベーション

お客様が環境への懸念と持続可能性に対処することは、これまで以上に重要です。お客様は、複雑な規制フレームワークを遵守し、環境への影響を最小限に抑え、運用費を節約する必要があります。今日のサステナビリティ目標を達成するために、Exadata X11Mは、お客様がエネルギー消費を削減し、それによって運用コストを削減するのに役立ちます。エネルギー価格の上昇に伴い、より多くのエネルギーを消費すると、環境への影響も伴います。今日の世界では、環境の持続可能性は課題であり、人々は環境と持続可能性の目標を達成する方法を懸念しています。多くの政府は、電力消費を抑制するためのより厳しい規制とガイドラインを導入しています。

Exadata X11Mは、これまでにないパフォーマンスを提供する複数のデータベース・サーバーおよびストレージ・サーバーとネットワーク・スイッチで構成されます。このきわめて高いパフォーマンスにより、Exadataインフラストラクチャの消費電力について疑問に思うかもしれません。お客様はワークロードを実行するためのさまざまな要件を有しており、Exadata X11Mの電力最適化機能により、さまざまなワークロード・タイプの電力を削減できます。

適切なデータベース・サーバーを選択できる柔軟性

Oracleは、プロセッサ・ベンダーと協力して、インフラストラクチャの消費電力を制御するソリューションを積極的に提供します。Exadata X11Mも例外ではなく、データベース・サーバーの消費電力の上限を制御する機能が導入されています。Exadata X11Mには、1ソケットの32コアCPUデータベース・サーバー(X11M-Zデータベース・サーバー)という柔軟なオプションが導入されています。お客様は、1ソケットのデータベース・サーバーで適切なワークロードを実行し、電力を節約することを選択できます。X11M-Zデータベース・サーバーは、2ソケット・データベース・サーバー(次の図)より210ワット、590ワット少ない電力を使用します。コンピュート・ワークロードが低いお客様は、X11M-Zデータベース・サーバーを評価して、ワークロード要件を満たしているかどうかを確認する必要があります。

不要なCPUコアをインテリジェントにオフにする機能

Exadata X11Mでは、標準的なデータベース・サーバーには192コアのCPUを搭載します。大抵の場合において、この多くのコアを使ってワークロードを実行ことはありません。多数のお客様が、無制限のライセンス契約(ULA)や無期限のライセンス契約(PULA)ではなく、コア数でデータベース・ソフトウェアをライセンスしています。Oracleは、Capacity-On-Demandを使用してライセンスに準拠するコア数を制限する機能を長年提供してきました。Capacity-On-Demandでは、データベース・サーバー上のアクティブ・コア数を調達されたライセンス数に設定できます。Exadataの以前の世代では、CPUコア数の削減は可能ですが、お客様の消費電力は節約できませんでした。Exadata X11Mハードウェアを最新のExadataシステム・ソフトウェアと組み合せると、アクティブ・コア数が128以下に設定されている場合、データベース・サーバーのCPUで消費される電力を自動で削減することが可能です。以下の方法で設定すると、Exadataは64コア(CPU当たり32コア)をインテリジェントかつ自動的に無効化し、サーバー当たり約80ワットの省エネを実現します。

次のコマンドを使用して、より少ないコア数を設定できます。

                             DBMCLI> ALTER DBSERVER PendingCoreCount[1] = {target core count};

[1] PendingCoreCountは、システムのコア合計から未使用のコアを引いた値です。

PendingCoreCountが128コア境界(以下)を越える場合、データベース・サーバーの再起動が必要です。

Capacity on Demandのお客様は、認定ライセンス内に収まる必要があります。

 

電力消費のインテリジェントなキャップ機能

エネルギー消費を抑制するもう1つの方法は、データベース・サーバーに電力使用量の上限を設定することです。これにより、お客様は指定されたワット数でCPUを実行することで、消費電力を削減できます。2ソケット・データベース・サーバー内の各CPUは、400ワットの電力を消費し、2つのプロセッサで合計800ワットを消費します。データベース・サーバーに指定されたターゲットワット数は、400ワットから800ワットの範囲で、40ワット間隔で動的に増減できます。設定すると、設定が変更されるまで、この電源設定オプションは有効のままになります。

 

                              DBMCLI> ALTER DBSERVER CPUTargetWatts = {target CPU usage limit in Watts};

パワーキャップの設定は簡単です。影響を見ていきましょう。データベース・サーバーのパフォーマンスは、使用する電力と直接比例します。データベース・サーバーのCPUワット数が上限に達すると、サーバーのパフォーマンスはその上限を直線的に反映します。たとえば、データベース・サーバー上で80ワット(合計800ワットの10%)を削減すると、パフォーマンスも10%低下します。

 

低い使用期間の電力をインテリジェントに最適化する機能

ビジネス要件に基づくと、ある場合では、ワークロードが一気に処理され、マシン全体のパワーを必要としない場合があります。たとえば、多くの企業の活動は週日の夜や週末に低下します。これらの期間は、消費電力を抑制するための良い候補期間です。これらの「オフピーク」期間中にインテリジェントに低消費電力モードを実行することで、消費電力は自動的に削減されます。低消費電力期間中にワークロードが予期せず増加した場合、Exadataは自動的に低消費電力モードを終了し、ワークロードがCPUのパフォーマンスを最大限に引き出すようにします。低電力モードでは、データベースサーバーで使用される電力が50ワット削減されます。

低電力モードのスケジュールを「オフピーク」期間中にアクティブになるように設定するには、次のコマンドを使用します。

                                  DBMCLI> ALTER DBSERVER lowPowerModeSchedule   (startTimestamp={}, durationMinutes={1-1440}, frequency={daily|weekly}), …);

コマンドの詳細と例は、ここにあるドキュメントを参照してください。

ワークロードにより多くの電力が必要な場合に低電力設定から抜け出すには、次のコマンドを使用します。

                                     DBMCLI> ALTER DBSERVER lowPowerModeUntil = { timestamp | NEVER | “”};

• 指定した時間まで手動で低電力モードに切り替える
• NEVERオプションは、低消費電力モードを永久にオフにする
• “”は、次のスケジュールされた間隔まで低電力モードの即時終了を強制する

最後に、5分間のサンプルで次のメトリックのいずれかが確認されると、Exadataは低電力モード・スケジュールを自動的に終了します。

• CPU使用率が30%を超えている場合
• I/O使用率が30%を超えている場合
• クライアント・ネットワークまたはRDMA Network Fabricのスループットは200MB/sを超えている場合

Exadataは、次にスケジュールされた時間に低電力モードを自動的に再開します。

 

結論

Exadata X11Mは、優れたパフォーマンスとサステナビリティを念頭に設計された強力なデータベース・マシンです。Exadata X11Mは、柔軟なX11M-Zデータベース・サーバーを使用し、コア数を減らし、ターゲット消費電力を設定し、低消費電力を設定することで、エネルギー消費を削減する機能を提供します。これらはすべて、高パフォーマンスのワークロードを実行しながら環境への影響を軽減するのに役立ちます。また、Exadataのパフォーマンスにより、より多くのデータとより多くのユーザーがより少ないシステムで実行できるワークロードが増えるため、必要なデータベース・サーバーおよびストレージ・サーバーの数が減り、データセンターの効率が向上します。Exadataは、Oracle Databaseのパフォーマンスを最大化し、エネルギー消費の削減を通じてイノベーションを加速し、よりサステナブルな未来に向かって推進する組織を強化します。