Fachartikel

Fünf Negativfaktoren bei der Serverauslastung

Weltweit nutzen Unternehmen heute Cloud-Leistungen für anspruchsvolle Einsatzbereiche. Mit der zunehmenden Beliebtheit der Cloud-Speicherung wächst jedoch auch die Anforderung an die Arbeitslast der genutzten Server. Zu wenig Serverspeicher in der Cloud kann dann schnell zu verlangsamten Prozessen führen. Fünf Faktoren sind es hauptsächlich, die die Arbeitsleistung von Servern negativ beeinflussen. Dieser Artikel erklärt, wie sich diese vermeiden lassen.
Mehr Arbeitsspeicher kann durch seine geringen Latenzen die Server-Performance deutlich erhöhen.
Der Serverspeicher ist eine Komponente, die ihren Dienst entweder ausreichend oder nicht ausreichend erfüllt. Wer über ausreichend Arbeitsspeicher für seine Workloads verfügen, denkt wahrscheinlich gar nicht mehr an RAM und konzentriert seine Energien auf andere Problemlösungen. Im Gegensatz hierzu bedeutet unzureichender Arbeitsspeicher, dass Server und Produktivität des Unternehmens im Schneckentempo arbeiten, da die CPUs über DRAM versorgt werden.

Dies ist auch der Grund, warum in einer Umfrage von Spiceworks bei mehr als 350 IT-Entscheidern 47 Prozent erwähnen, dass sie im kommenden Jahr den Arbeitsspeicher für Server erhöhen möchten, obwohl die Hälfte ihrer Server schon mit einer maximalen Arbeitsspeicher-Kapazität arbeitet. Dies überrascht nicht, da Arbeitsspeicher helfen, die fünf wichtigsten Einschränkungen der Arbeitslast zu kompensieren.

Die fünf größten Einschränkungen
In der Spiceworks-Umfrage konnten die IT-Profis und Datencenter-Verantwortlichen bis zu drei Faktoren auswählen, die ihrer Meinung die größten Herausforderungen hinsichtlich ihre IT-Arbeitsleistung darstellen und diese möglicherweise negativ beeinflussen.

1. Begrenztes Budget
Wollen IT-Verantwortliche das Beste aus einem schwindenden Budget machen, geschieht dies oft über den Vergleich von Beschaffungskosten mit den Gesamtbetriebskosten. Wenn die Servereffizienz erhöht wird, verringern sich die Gesamtbetriebskosten, da eine Leistungssteigerung über den gleichen Zeitraum erzielt wird. Da Arbeitsspeicher die Prozessorkerne versorgen, sind sie die effektivere Lösung bei der Erhöhung der Leistung und Produktivität einer CPU, denn sie haben Einfluss auf die Arbeitslast, ohne dass neue Server angeschafft werde müssen.

Anders ausgedrückt: Ein größerer Arbeitsspeicher ist eine effektivere Systemressource beim Datentransfer zur CPU. Je schneller Daten bei der CPU ankommen, desto geringer ist deren Leerlauf, bei dem zwar Energie verbraucht, aber keine oder kaum Leistung erbracht wird. Da sich der Speicher außerdem näher an der CPU befindet, ist die Dauer des Datentransfers von DRAM an CPU geringer als vom Speicher zur CPU. Beispielsweise benötigt der Datentransfer von einer Festplatte zur CPU in der Regel Millisekunden, im Unterschied zu SSDs, bei denen Daten die CPU in Mikrosekunden erreichen.

Dies ist auf jeden Fall eine elementare Verbesserung, jedoch bei einer höheren Latenzzeit als beim DRAM, bei dem Daten in Nanosekunden zur CPU gelangen. Berücksichtigt man die Millionen Befehle, die täglich zum Prozessor gelangen, bedeutet ein Datentransfer vom Arbeitsspeicher zur CPU einen signifikanten Leistungsunterschied.

2. Unerwartete Anforderungen
Virtualisierte Arbeitslasten halten eine konsistente Servicequalität (QoS) aufrecht und eliminieren Probleme durch nicht vorhersagbare Schwankungen der Auslastung. Insgesamt hilft mehr RAM, Service-Abweichungen zu verhindern, da dadurch virtuellen Anwendungen zusätzliche Ressourcen für aktive Daten und deren Nutzung bereitgestellt werden (die im Arbeitsspeicher beheimatet sind). Da Spitzen von unvorhersehbaren Arbeitslasten schnell zum Verbrauch von Arbeitsspeicher führen, versucht das System, freie Ressourcen zu finden und es entstehen Leistungsabfälle, wenn der Server auf das langsamere Storage-Laufwerk ausweichen muss. Durch die Vergrößerung des Arbeitsspeichers lässt sich dieses Problem lösen, indem Anwendungen mit steigenden und fallenden und potenziellen Spitzen-Arbeitslasten flexibler umgangen werden können.

3. Eingeschränkter Platz
Platzbedarf ist ein Problem, das konstruktiv gelöst werden will: Wie hoch ist das Minimum der Server, die benötigt werden, um die Arbeitslast zu bewältigen? Diese Denkweise hilft, den Platzbedarf im Unternehmen zu optimieren, da für jeden nicht vollständig ausgelasteten Server unnötig Geld ausgegeben wird. Wenn also zum Beispiel fünf Server mit maximalem Arbeitsspeicher ausgestattet sind, um die Arbeitslast von zehn halbausgelasteten Servern zu bewerkstelligen, dann lassen sich Energie, Kühlung und die Gebühren für Softwarelizenzen sparen – dem größten Geldfresser. Wenn das Platzangebot eingeschränkt ist, kann gibt es nur eine Lösung: vertikal skalieren. Die vertikale Skalierung erhöht fast ausnahmslos den vorhandenen Arbeitsspeicher eines Servers, damit die Leistung optimiert und so viele virtuelle Computer (VMs) wie möglich versorgt werden.

4. Schneller Anstieg der Benutzerzahlen
Das Hosting von mehr Benutzern erfordert mehr Arbeitsspeicher, um die gleiche Servicequalität zu bewahren. Hier verhält es sich ähnlich wie bei dem Problem der unerwarteten Anforderungen. Wenn das System über mehr RAM verfügt, kann eine höhere Flexibilität gewonnen und dessen Fähigkeit erhöht werden, mit unvorhersehbaren Arbeitslastanforderungen umzugehen, die durch einen plötzlichen Anstieg der Benutzeranzahl entstehen.

5. Hohe Energie- und Kühlkosten
Obwohl die vollständige Bestückung eines Servers mit Arbeitsspeicher auch einen Anstieg beim Gesamtstromverbrauch bewirkt, beträgt die gesamte verbrauchte Energie oft weniger als die von mehreren nicht vollständig bestückten Servern – bei einer vergleichbaren Leistungsstufe. Mit mehr DRAM können Server unter dem Gesichtspunkt der Arbeitslast mit ihrem Energiebedarf effizienter umgehen (Versorgung und Betrieb der CPU). Hinzu kommt, dass durch eine Verminderung der physischen Server die Gesamtkosten für Energie und Kühlung eher sinken werden.

Arbeitsspeicher als Brennstoff für die CPUs
Ein Arbeitsspeicher ist wie Brennstoff für die CPUs – solange genug davon vorhanden sind, erledigen sie reibungslos ihre Aufgaben. Es besteht jedoch ein signifikanter Unterschied zwischen dem Vorhandensein von genügend RAM und einer echten Steigerung der Effektivität einer Arbeitslast. Mit gerade genug RAM können natürlich Anwendungen ausgeführt werden, aber mit einer maximal ausgelasteten Arbeitsspeicherkapazität müssen in der Regel weniger Server eingesetzt werden und sind dennoch produktiver – und das bei geringeren Gesamtbetriebskosten.

Fazit
Mit einer Speicheraufrüstung der Server lässt sich also nicht nur die CPU-Leistung und -Effizienz verbessern, sondern direkt und ohne große Umstände den fünf größten Einschränkungen bei der Arbeitslast entgegen wirken: begrenztes Budget, unerwartete oder unvorhergesehene Anforderungen bei der Arbeitslast, eingeschränkter Platz, schneller Anstieg der Benutzeranzahl und Energie- beziehungsweise Kühlkosten.
10.05.2017/ln/Tanya Williams, EMEA Reg. Marketing Manager bei der Micron Consumer Products Group

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