Intel IT призывает к ускорению темпов обновления парка серверов. При этом ожидаемая экономия может обновление серверов достичь $250 млн за восемь лет.

Проведенный нами анализ показал, что замена устаревших серверов на новые, более мощные платформы помогает повысить производительность имеющихся вычислительных центров, как показано на рис. 1. В результате можно сократить капиталовложения в расширение центров обработки данных.

Мы уже сэкономили 10,4 млн долларов благодаря замене 3200 старых серверов на платформы на базе четырехъядерных процессоров Inter Хеоп серии 5400, и нам не потребовалось оборудовать четыре новых помещения для вычислительных центров. Эти новые серверы также являются намного более энергоэффективными, поэтому сократились энергопотребление и затраты.

Постановка задачи
Как и большинство ИТ-организаций, Intel IT сталкивается с проблемами, связанными с необходимостью постоянного увеличения вычислительных мощностей в условиях ограниченных площадей вычислительного центра и расходов на охлаждение и электропитание.
Большинство наших серверов используется для разработки полупроводниковых схем. По мере возрастания сложности процессоров Intel вычислительные требования к разработке постоянно повышаются. В 1996 году у нас была 1 тысяча производственных серверов, а в 2007 году - уже 68 тысяч.

Раньше мы стремились увеличивать срок службы каждого нашего сервера и эксплуатировали их гораздо дольше предусмотренной четырехлетней гарантии. Из-за того что вычислительные потребности превышали имеющиеся у нас возможности по площади вычислительных центров, электропитанию и охлаждению, нам приходилось повышать затраты на их эксплуатацию.
Однако расширение вычислительных центров требовало очень больших затрат. К тому же неизбежно увеличивались расходы на эксплуатацию и поддержку постоянно растущего парка устаревших, неэффективных серверов.

Решение
В 2007 году была принята восьмилетняя программа в рамках организации, направленная на изменение всей вычислительной среды центра обработки данных. Мы начали использовать альтернативную стратегию обновления серверного парка. В результате повысились вычислительная мощность и энергоэффективность, а также сократились эксплуатационные расходы.

После ввода в эксплуатацию систем на базе процессоров с микроархитектурой Intel Core производительность серверов существенно выросла. В результате скорость разработки микросхем Intel значительно повысилась, что видно по результатам тестирования Intel IT, представленным на рис. 2. Новые процессоры являются гораздо более энергоэффективными, поэтому энергопотребление осталось на прежнем уровне.
Благодаря ускорению обновления серверов мы можем использовать преимущества растущей производительности и энергоэффективности, а также консолидировать все больше задач на новых более энергоэффективных серверах, чтобы сократить эксплуатационные расходы.
Теперь значительно повысилась мощность центра обработки данных, и мы можем удовлетворять растущие вычислительные запросы без привлечения дополнительных средств.

Анализ показателя окупаемости инвестиций
Мы провели всесторонний анализ, чтобы доказать, что ускорение обновления серверов может принести финансовые преимущества благодаря избавлению от необходимости расширения вычислительного центра. Мы рассчитали значения показателя окупаемости инвестиций для различных сроков обновления -от одного года до семи.
Мы проанализировали эти показатели на примере всей производственной вычислительной среды Intel. Например, при шестилетнем цикле обновления мы будем консолидировать и заменять все производственные серверы, эксплуатирующиеся более 6 лет.

В нашей модели оценивались полные расходы за восемь лет. По нашему предположению, стоимость каждого нового сервера остается постоянной в течение оценочного периода, а вычислительные потребности ежегодно растут на 15%. Мы принимали во внимание различную стоимость помещений и коммунальных услуг в разных регионах. Мы не учитываем стоимость ПО, мы анализируем эти затраты отдельно в рамках своей программы повышения эффективности функционирования вычислительных центров.

Мы проанализировали важнейшие факторы, существенно влияющие на показатель окупаемости инвестиций:

• Общая стоимость серверов. Она включает стоимости приобретения сервера и гарантийного обслуживания. Если время эксплуатации превышает четыре года, мы также включаем в эти затраты существенные расходы на ремонт серверов, срок гарантии на которые закончился. В целом уменьшение срока обновления серверов приводит к росту стоимости приобретения новых систем, т. к. мы покупаем больше серверов, чем в наш восьмилетний оценочный период. По результатам анализа мы решили проводить консолидацию серверов с высокой плотностью монтажа. Степень консолидации основана на предположениях о производительности будущих процессоров Intel и может зависеть от необходимой вычислительной мощности и модели использования.
• Снижение расходов на помещения. Современные, наиболее мощные серверы поддерживают самые высокие степени консолидации и позволяют сократить расходы на физическое пространство. Поэтому ускорение обновления серверного парка позволяет сократить расходы на содержание помещений.
• Коммунальные расходы. Самые современные модели серверов также обладают высокой энергоэффективностью. Чем быстрее будет обновляться серверный парк, тем больше мы сможем сэкономить на расходах на электропитание и охлаждение.
• Сетевые подключения. Ускорение обновления серверного парка позволяет сократить расходы на сетевые коммутаторы благодаря повышению степени консолидации.
• Снижение налогов. Налоговые преимущества возможны благодаря снижению стоимости серверов, а также сопутствующих услуг и эксплуатационных расходов.

Результаты нашего анализа представлены на рис. 3. Наш подход предусматривал замену только 20 % серверов в течение четырех лет, поэтому фактически большинство серверов эксплуатировалось более семи лет.

Мы поняли, что четырехлетний срок обновления серверного парка обеспечивает максимальный показатель окупаемости инвестиций и позволяет сэкономить до 250 миллионов долларов благодаря наилучшему сочетанию экономии пространства, стоимости обновления серверов и коммунальных услуг.

Другие преимущества

• Ускоренный цикл обновления серверов включает и другие преимущества, которые мы не учитывали в своем анализе окупаемости инвестиций.
• «Зеленые» вычисления. Наши компоненты могут позволить значительно сократить энергопотребление, а значит, и уменьшить количество выбросов в атмосферу углекислого газа. По нашим расчетам, достигнув высокой степени консолидации работы пакетных конструкторских вычислений, мы сможем сэкономить до 700 КВт на каждые 500 старых серверов, заменив их на серверы с высокой плотностью монтажа на базе четырехъядерных процессоров Intel Xeon серии 5400. Внедрение более энергоэффективных серверов также может помочь нам получить значительные скидки на использование электроэнергии, доступные в некоторых штатах США.
• Больше возможностей для разработчиков. Большинство наших устаревших серверов имеют объем памяти 4 ГБ или меньше. Сложность проектирования постоянно растет, и требуется все больше памяти: используемые сегодня программы для разработки требуют до 8 ГБ памяти, а системы проверки - до 12 ГБ. Новые серверы могут удовлетворить этим потребностям. Например, высокопроизводительные серверы на базе четырехъядерных процессоров Intel Xeon серии 5400 поддерживают память объемом до 128 ГБ. На сегодняшний день серверы с памятью объемом 16 ГБ удовлетворяют нашим потребностям.

Устанавливая все больше новых серверов, мы повышаем продуктивность наших специалистов и способствуем ускорению разработки микросхем.

Сегодняшняя стратегия обновления серверного парка
Теперь мы переходим на стратегию ускоренного обновления серверного парка. Наша цель в 2008 году - перейти на четырехлетний цикл обновления всех серверов, избавляясь от серверов, эксплуатирующихся более четырех лет.
Мы уже поняли преимущества такого подхода. В начале 2008 года мы начали консолидацию приложений, работавших на устаревших серверах, на серверы с высокой плотностью монтажа на базе четырехъядерных процессоров Intel Xeon серии 5400. В результате мы смогли вывести из эксплуатации более 3200 устаревших производственных серверов на четырех площадках. Чистые сбережения составили 10,4 миллиона долларов, в основном благодаря уменьшению оплаты за помещения.

Проведя консолидацию четырехлетних серверов на базе 32-разрядных процессоров Intel Xeon, мы уже достигли степени консолидации более чем 7:1 для пакетных задач и используем все вычислительные возможности новейших процессоров Intel. Степень консолидации для интерактивных приложений составляет приблизительно 4:1.
Достигнутые результаты позволят нам продолжать поддержку вычислительной нагрузки, которая ежегодно растет приблизительно на 15%.

Оптимизация стратегии
Оценка скорости обновления серверов является итеративным процессом. Каждый год мы можем совершенствовать нашу стратегию, чтобы добиться максимальной экономии, учитывая изменения стоимости серверов и их производительности, стоимости помещений и других факторов.
Например, может быть выгодно перейти на трехлетний цикл замены серверов в следующих случаях:

• растет стоимость помещений;
• повышение производительности серверов превышает снижение их стоимости;
• растет стоимость коммунальных услуг или принимаются правительственные программы поощрения «зеленых» вычислений.

Еще одним фактором, влияющим на темпы замены серверов, является повышение стоимости подержанных систем. Играет свою роль также местоположение вычислительного центра. Бывает важно быстрее повысить мощность определенного центра обработки данных, если он уже исчерпал свои возможности по физическому пространству, электропитанию или охлаждению.
Из-за этих возможных колебаний мы рассчитываем, что за восемь лет фактическая экономия составит от 200 до 250 миллионов долларов США.

Выводы
Ускорение обновления серверного парка является составной частью нашей комплексной программы повышения эффективности функционирования центров обработки данных. Эта программа также включает инициативы по консолидации и виртуализации вычислительных центров. По нашим расчетам, такая политика позволит нам сэкономить 1 миллиард долларов США или даже больше. На рис. 4 представлено несколько различных сценариев, позволяющих экономить средства. Как вы видите, ускорение обновления серверного парка является одним из важнейших факторов выполнения этой программы и играет существенную роль в достижении такой экономии.