高好意思测仪LMG600系列SPECpower Benchmark数据中心行状器功耗和能效测量白皮书

数据中⼼的功纵情能⾏业基准测试——通过可靠的功率测量落幕

在目下谛视动力的天下中，优化数据中心的能效已成为IT基础设施的要点。跟着对数据处理需求的增长，数据中心耗尽了更多的动力，使行状器运行的能效成为评估当代技巧环境中行状器性能的要津成分。因此，灵验测量和基准化功耗以优化行状器能效的需求比以往任何时候皆愈加紧迫。

主题

• 什么是 SPECpower benchmark 和 PTDeamon？

• 行状器性能和行状器功率有何不同？

• 功率分析仪如何促进SPECpower benchmark测试？

• 有哪些数据中心磋磨措施需要讨论？

• 行状器制造商需要苦守哪些措施？

• 有哪些benchmark基准测量将被扩充，如何扩充？

• Benchmark基准测试的落幕是什么？

挑战

关于IT司理和数据中⼼运营商：

▪顽劣耗下的高性能（性能/功率比）

▪恰当的材干磋磨和资源照料

▪基础设施的低本钱和空间要求

▪苦守行业措施和法例

关于行状器级的规划机开采制造商：

▪高能效（每瓦运行）

▪产物相反化与商场竞争力

▪开采尺寸小和低杂音

▪低产物本钱

▪苦守行业措施和法例

不错选拔多样措施来栽种数据中心基础设施的每瓦运行。该白皮书从单个器件的制造商开动，最终蔓延到他们的交互和数据中心运营中的其他设施。

处治⽅案

关于IT司理和数据中⼼运营商：

▪使用凭空化技巧和使命负荷整合

▪使用高度优化和节能的硬件

▪具有功率上限的动力照料软件处治有规划的操作

关于行状器级的规划机开采制造商：

▪考订的微架构（每个时钟周期的任务）

▪动态电压频率诊治（DVFS）

▪电源门控和时钟门控

▪微调热恶果多核设想

▪优化缓存利用率

▪以及更多

如何专科地提供和考证这些措施，以克服挑战？

为了处治上述问题，措施性能评估组织（SPEC）开采了SPECpower benchmark等器具，提供了测量行状器功耗的措施化形状，以栽种动力恶果。SPECpower benchmark测试终点接口PTDaemon（功率/温度门径或PTD）通过了解行状器在不同负载下的功耗性能致使极他弃取措施，匡助IT司理、数据中心运营商和开采制造商作念出更理智的决策。

该白皮书抽象了如安在SPECpower benchmarking基准测试中使勤苦率分析仪，畸形是咱们的LMG600系列，要点先容确保准确可靠的功率和能量测量的要津功能。

常识点

优化动力恶果对数据中心和行状器制造商至关紧要。IT司理和数据中心运营商专注于凭空化和节能硬件，而这里使用的开采和装配的制造商则优先讨论高效设想和镌汰本钱。SPECpower benchmark基准有助于掂量能耗，并撑抓理智的决策以栽种恶果。为了作念到这少许并提供可靠和准确的基准落幕，使用恰当的测量仪器（如咱们的LMG600功率分析仪系列）进行精准的功率测量是其中弗成或缺的一部分。

SPECpower benchmark基准-竖立和测量

SPECpower benchmark（第一个发布的名为SPECpower_ssj2008）的基本开采主义是轨范多样使命负载中行状器能效的评估。它通过提供一种结构化的形状来测量能耗和性能，从而简化了比拟。

相应的测试平台竖立由四个主要硬件组件构成：

• SPECpower委员会批准招供的功率分析仪

• 温度传感器

• 当作使命负载的被测系统SUT (System Under Test as workload)

• 相应的适度器

要津的部分是集成精准的功率测量器具，如ZES ZIMMER高好意思测仪的LMG系列功率分析仪，这些仪器取得了SPECpower功率委员会的隆重撑抓和招供，是精准功率测量的受批准招供的仪器。咱们的功率分析仪在行状器运行时间提供精准测量的有功功率和能量数据，使数据中心运营商和协会大致 更好地了解其行状器的性能和动力使用情况，最终匡助他们优化系统的恶果。

图1.暴露了包含咱们的LMG671功率分析仪的典型SPECpower测试竖立。

图1：LMG671功率分析仪与SPECpower benchmark基准测试环境的集成

在benchmarking基准测试时间，每个开采皆由SPEC的PTDaemon的专用实例照料。该软件处理与诱骗的功率分析仪和传感器的通讯，使被测系统（SUT）大致专注于运驾驭命负载任务。通过将功率测量加载到 PTDaemon，SUT不会职守过重，从而确保了准确的能耗读数和可靠的性能数据。

图2: SERT 2.0.1软件PTDaemon竖立向导的截图

在SERT Suite的PTDaemon建立中，不错弃取以下几个经过招供和测试的ZES ZIMMER高好意思测仪LMG系列功率分析仪：

LMG671使用专用合同或串口（RS-232）通过TCP与PTDaemon通讯并交换数据，从而落幕精准适度和数据收罗。SPECpower的形状是测量不同负载区域段下的能效，以评估从满载到空载的多样要求下的行状器性能。

在每个阶段，皆会采集功耗数据，提供接洽行状器恶果如何随不同使命负载变化的翔实信息。在SUT上完成的使命称为worklet，不错将多个worklet分组到一个使命负载中。SPEC行状器恶果评级器具（SERT）等软件将多个worklet集分组到使命负载中。基准的11个阶段将标的负载从100%镌汰到0%（idle），以讨论空载功率下的能耗。如图3所示，标的负载利用率的划定以10%的增量从100%镌汰到0%。

图3: 负载利用率区域段, (Su, et al., 2022)

按递减划定测量这些点，不错将每个级别的负载变化落幕在10%以内，从而落幕更相识的功率测量。使用递加划定会导致从最终校准远离到第一个标的负载从100%跃降到10%，并在运行落幕时从100%跃降至空载。

常识点

SPECpower benchmark基准使用结构化形状对跨使命负载的行状器能效评估进行了措施化。

该竖立包括功率分析仪、温度传感器、被测系统（SUT）和适度器。准确的功率测量是要津，ZES ZIMMER高好意思测仪的LMG系列功率分析仪等器具可提供精准的测量数据。

PTDaemon照料与功率分析仪的通讯，确保SUT处理使命负载时读数准确。在不同负载区域段

测量行状器的功耗，以详情其不同的恶果。

使命负载调治、落幕采集和测试扩充由位于SUT中的Chauffeur框架照料，使命负载在SUT中扩充。适度器和主机之间的通讯通过用于同步和数据采集的汇集接口进行。PTDaemon客户端API Java模块，可集成到benchmark基准测试中，以简化PTDaemo与benchmark基准测试代码之间的通讯。

在适度器上，适度器组件与SUT上运行的主机通讯。每个逻辑CPU由主机分拨一个客户端，通过关联提供器绑定到CPU。使命负载在客户端上按划定运行，通过运行多个客户端或使用多线程落幕并行性。功率分析仪测量SUT的总功耗，而温度传感器则确保环境要求的一致性，减少温度波动带来的不准确。

基准benchmark的操作阶段

基准流程benchmark的测试序列包括三个主要的操作阶段，如图4所示：

• 预热: 在预热阶段（W），莫得纪录功率数据，需要系统相识，幸免瞬态效应。

• 校准: 校准 (Cal. n, n = 校准迭代)通过以最大速度生成交走动详情系统的最大微辞量

• 测量: 测量阶段采集实质性能（使命负载为每秒操作数-“ssj_ops”）功率测量数据

每个阶段皆包括远离，包括中间测量期、测量前后（PR、PO），以相识功率和性能规划。

默许测量在校准使命负载的不同级别（即100%、75%、…、25%）进行，并保抓120秒的抓续时期，但不错阐明使命负载进行诊治。在此时间，每秒采集一次功率和温度数据，并使用校准落幕和标的负载水平规划交往率。

指定为寝息（S）阶段的负载水平之间存在延迟，这有助于运行后的可视化分析。

在通盘这个词测试流程中，LMG671功率分析仪络续测量和纪录功耗，提供翔实的能量使用情况。但是，关于官方benchmark基准进展，使用了测量时间的平均功耗。通盘这些远离皆富足长，不错为一致的功率和性能测量提供富足的相识时期。最终，这阐明负载提供了一个有道理的性能-功率弧线。

图4: SPECpower benchmark基准的功率测量阶段和远离示例

当作举座使命的输出，规划平均性能功率比，反馈最终benchmark基准的落幕。规划包括单个性能功率比。示例落幕列于表2中。规划流程如下：

表2: SPECpower_ssj2008落幕表单示例

不错看出，在单一性能功率比下，SUT的恶果从闲静景象栽种到100%的标的负载，在80%的使命负载下离别达到其最好比值恶果。因此，不错说：

SUT每瓦功率产生的ssj_ops越多，SPECpower_ssj2008得分就越高，

因此SUT的恶果也就越高！

常识点

SPECpower benchmark基准使用结构化形状对跨使命负载的行状器能效评估进行了措施化。该竖立包括功率分析仪、温度传感器、被测系统（SUT）和适度器。准确的功率测量是要津，ZES ZIMMER高好意思测仪的LMG系列功率分析仪等器具可提供精准的测量数据。

PTDaemon照料与功率分析仪的通讯，确保SUT处理使命负载时读数准确。在不同负载区域段测量行状器的功耗，以详情其不同的恶果。关于每个标的负载，详情的性能（操作次数）与功率比被平均为最终得分，这指明了SUT的恶果。

行业措施

EN 303 470 措施专为行状器制造商、测试机构和监管机构而设想，对数据中心运营商、IT买家和照料人也很有价值。该措施有助于确保欧盟商场上的产物得当法例（EU）2019/424中规矩的生态设想要求。LMG671在SPECpower基准中提供的测量精度撑抓EN 303 470的标的，匡助用户阐明可靠、可测量的能效数据作念出理智的决策。

结语

总之，将ZES ZIMMER高好意思测仪LMG600系列功率分析仪（如LMG671）集成到SPECpower benchmarking基准框架中，为精准评估行状器能效提供了处治有规划。最终，用户不错落幕一个极其紧要的落幕，相配于将光照耀向阴森，发现在这个负载下，SUT达到了很高的恶果（性能与功率比），以确保在大大皆高效负载下运行。

凭借及时数据纪录和生动的通讯接口等先进功能，它确保了准确的测量，使其成为专注于优化动力使用的数据中心和行状器制造商的紧要器具。通过使用LMG600系列，用户不仅不错称心EN 303 470等能效措施， 还不错鼓吹更等闲的可抓续发展标的。这将带来更好的行状器性能、更低的能耗和更环保的IT基础设施 ——这是苦守法例和栽种弥远恶果的要津。

保举产物

ZES ZIMMER⾼好意思测仪 LMG600 系列⾼精度功率分析仪

行业应⽤和功率分析仪功能

• 真灵验值RMS测量：

在多样负载要求下进行精准的功率测量，确保正确纪录规划机行状器中的功率变化。

• 很高的测量精度：

最高精度为0.015%读数，得当SPEC的精度要求。

•⾼速数据纪录：

不错通过通讯接口每秒纪录和存储功率数据，以幸免伪造的落幕。

• 多带宽信号并⾏处理：

撑抓同期测量和分析每个通谈的多个功率频谱（宽带宽、窄带宽、基频）。

• 得当PTDaemon：

与SPECpower的适度软件无缝集成，确保撑抓最新SPEC PTDaemon版块的benchmarking基准可靠测试。

• 生动的通讯接⼝：

为了便于集成到PTDaemon中，撑抓LAN（千兆以太网）和串口（RS-232）通讯，以诱骗benchmark基准 的适度器系统和LMG功率分析仪。

参考文件

J. von Kistowski, K.-D. Lange, J. A. Arnold, S. Sharma, J. Pais, and H. Block, "Measuring and Benchmarking Power Consumption and Energy Efficiency," in *ICPE '18: ACM/SPEC International Conference on Performance Engineering Companion*, Berlin, Germany, Apr. 2018, pp. 9. doi: 10.1145/3185768.3185775.

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