Neste primeiro artigo da nossa nova série, Ajuste de desempenho do Windows Server 2012, vamos dar uma olhada na seleção de hardware. É importante, obviamente, selecionar o hardware correto que atenda às suas necessidades de desempenho e potência. Os gargalos de hardware podem limitar a eficácia do ajuste de software. Neste artigo, vamos fornecer orientações para o hardware que oferece uma boa base para o tipo de papel que o seu servidor terá. Observe que há um trade-off entre energia e desempenho ao escolher o hardware. Como já é de se esperar, os processadores mais rápidos e mais discos significam melhor desempenho, mas também podem consumir mais energia. Vamos discutir os trade-offs em um artigo posterior.

Considerações sobre desempenho

Na visão geral abaixo, listamos os itens importantes que você deve considerar ao escolher o hardware do servidor.

Processador – O Windows 2012 requer processadores de 64 bits. Embora aplicativos de 32 bits sejam executados, os sistemas operacionais só vêm em uma edição de 64 bits. Se a CPU é o recurso limitante no sistema, um núcleo com uma frequência de 2x normalmente proporciona uma maior melhoria de desempenho do que dois núcleos com uma frequência de 1x. Múltiplos núcleos não são esperados para fornecer uma escala linear perfeita, e o fator de escala pode ser ainda menor se o hiperprocessamento estiver habilitado, pois ele depende de partilha de recursos do mesmo núcleo físico.

Cache – Opte por processadores com caches grandes L2 ou L3. Os caches maiores geralmente fornecem um melhor desempenho, e muitas vezes têm um maior impacto de desempenho do que a frequência bruta da CPU.

Memória (RAM) e de armazenamento de paginação – Aumentam a memória RAM para atender às necessidades de sua memória. Quando o computador executa com pouca memória e precisa de mais imediatamente, sistemas operacionais modernos usam o arquivo de paginação em um disco rígido para complementar a RAM do sistema. A paginação degradará o desempenho geral do sistema.

Você pode otimizar a paginação usando as seguintes diretrizes:

• Coloque o arquivo de paginação em uma unidade que não seja tolerante a falhas. Observe que, se o disco falha, é provável que ocorra uma falha do sistema. Se você colocar o arquivo de paginação em uma unidade tolerante a falhas, lembre-se de que sistemas tolerantes a falhas são muitas vezes mais lentos para gravar dados, pois eles gravam dados em vários locais.
• Utilize vários discos ou um array de disco se você precisar de banda adicional em disco para paginação. Não coloque múltiplos arquivos de páginas em partições diferentes do mesmo disco rígido físico.

Barramento periférico – Com o Windows Server 2012, é altamente recomendado que o armazenamento primário e as interfaces de rede sejam PCI Express (PCIe). Para evitar as limitações de velocidade de barramento, use PCIe x8 ou slots maiores de para adaptadores Ethernet de 10 Gigabit.

Abaixo estão listadas as recomendações de adaptadores de rede e para servidores de alto desempenho que irão ajudar a evitar que sua rede ou seu hardware de armazenamento sejam um gargalo.

Certificação WHQL – O adaptador passou na suíte de teste de certificação do Windows ® Hardware Quality Labs (WHQL).

Capacidade de 64-bits – Os adaptadores que são compatíveis com 64-bits podem executar operações de acesso direto à memória (DMA) a partir de altas posições de memória física (maior que 4 GB). Se o driver não suporta DMA maior que 4 GB, o sistema faz um buffer duplo de I/O para um espaço de endereço físico de menos de 4 GB.

Adaptadores de cobre e fibra (de vidro) – adaptadores de cobre geralmente têm o mesmo desempenho que os de fibra, e ambos, cobre e fibra, estão disponíveis em alguns adaptadores de Fibre Channel. Certos ambientes são mais adequados para adaptadores de cobre, enquanto outros ambientes são mais adequados para adaptadores de fibra.

Adaptadores dual ou quad-port – adaptadores multiport são úteis para os servidores que possuem um número limitado de slots PCI. Para lidar com as limitações SCSI no número de discos que podem ser conectados a um barramento SCSI, alguns adaptadores fornecem dois ou quatro barramentos SCSI em um único cartão adaptador. Canais de Discos de Fibra geralmente não têm limites para o número de discos que estão ligados a um adaptador, a menos que eles estejam ocultos atrás de uma interface SCSI.

Os adaptadores Serial Attached SCSI (SAS) e Serial ATA (SATA) também têm um número limitado de conexões por causa da natureza serial dos protocolos, mas você pode anexar mais discos usando switches.

Os adaptadores de rede possuem esse recurso para balanceamento de carga ou cenários de failover. Utilizar dois adaptadores de porta única de rede geralmente produz um desempenho melhor do que usar um único adaptador de rede de porta dupla para a mesma carga de trabalho.

Limitação de barramento PCI pode ser um fator importante na limitação do desempenho para adaptadores multiportas. Portanto, é importante considerar colocá-los em um slot PCIe de alto desempenho que fornece largura de banda suficiente.

Moderação de interrupção – Alguns adaptadores podem moderar a frequência com que interrompem os processadores host para indicar a atividade ou a sua conclusão. As moderações de interrupção muitas vezes podem resultar em carga reduzida da CPU no host, mas, a menos que a moderação de interrupção seja realizada de forma inteligente, a economia de CPU pode aumentar a latência.

Suporte de Recieve Side Scaling (RSS) – RSS é uma tecnologia que permite que o processamento do recebimento de pacotes escale com o número de processadores de computador disponíveis. Particularmente importante com Ethernet mais rápida (10 GB ou mais).

Capacidade de offload e outros recursos avançados, como mensagem-sinal de interrupção (MSI)-X – adaptadores com capacidade offload oferecem economia de CPU que produzem um melhor desempenho.

Interrupção dinâmica e procedimento de chamada de redirecionamento deferido (DPC) – O Windows Server 2012 tem uma funcionalidade que permite que os adaptadores de armazenamento PCIe redirecionem dinamicamente interrupções e DPCs. Essa capacidade, originalmente chamado de “NUMA I/O”, pode ajudar qualquer sistema multiprocessador, melhorando o particionamento da carga de trabalho, taxas de acerto de cache, e o uso de interconexão de hardware on-board para cargas de trabalho intensivas de I/O.

Considerações sobre energia

Embora tenhamos nos concentrado mais no desempenho do Windows 2012 nesta série, é importante reconhecer a crescente importância da eficiência energética em ambientes de data center. Veja, a seguir algumas orientações para características de energia e capacidades dos componentes do servidor.

Processadores – O consumo de energia dos processadores é afetado pela sua frequência, voltagem de operação, tamanho do cache, e tecnologia de processamento. Os processadores têm uma classificação thermal design point (TDP) que dá uma indicação básica de consumo de energia em relação a outros modelos. Em geral, opte pelo processador de menor TDP que irá atender às suas metas de desempenho. Os processadores mais modernos são geralmente mais eficientes em potência e podem expor mais estados de energia para o gerenciador de energia do Windows.

Memória (RAM) – A memória representa uma fração crescente da potência total do sistema. Muitos fatores afetam o consumo de energia de um DIMM de memória, como a tecnologia de memória, o código de correção de erros (ECC), a frequência de barramento, a capacidade, a densidade e o número de níveis. O melhor é comparar as potências esperadas antes de comprar grandes quantidades de memória. A baixa potência de memória já está disponível, mas você deve considerar o desempenho e o custo de trade-offs.

Discos – RPM mais elevado significa maior consumo de energia. Além disso, drives de 2,5 polegadas normalmente exigem menos energia do que os de 3,5 polegadas.

Adaptadores de rede e de armazenamento – Alguns adaptadores podem diminuir o consumo de energia durante períodos de ociosidade. Essa é uma consideração importante para adaptadores de rede de 10 GB e links de armazenamento de alta largura de banda (4-8 Gb). Tais dispositivos podem consumir quantidades significativas de energia.

Fontes de energia – Aumentar a oferta de energia é uma ótima maneira de reduzir o consumo de energia sem afetar o desempenho. Fontes de alta eficiência de energia podem economizar muitos quilowatts-hora por ano, por servidor.

Ventiladores – Ventiladores, como fontes de energia, são uma área onde você pode reduzir o consumo de energia sem afetar o desempenho do sistema. Ventiladores de velocidade variável podem reduzir RPM conforme a carga do sistema diminui, eliminando o consumo de energia desnecessário.

Dispositivos USB – O Windows Server 2012 permite a suspensão seletiva para dispositivos USB por padrão. No entanto, um driver de dispositivo mal escrito ainda pode atrapalhar a eficiência energética do sistema por uma margem considerável. Para evitar possíveis problemas, desconecte os dispositivos USB, desative-os na BIOS ou escolha os servidores que não necessitam de dispositivos USB.

Filtros de linha gerenciados remotamente – filtros de linha não são parte integrante do hardware do servidor, mas podem fazer uma grande diferença data center. As medições mostram que os servidores de volume que estão ligados, mas têm sido ostensivamente desligados, podem precisar ainda de até 30 watts de potência. Para evitar o desperdício de energia elétrica, você pode implementar um filtro de linha gerenciado remotamente para cada rack de servidores para programaticamente desconectar a alimentação de servidores específicos.

Em nosso próximo artigo, vamos entrar mais em considerações de energia e desempenho relacionados ao Windows Server 2012.

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Artigo traduzido pela Redação iMasters, com autorização do autor. Texto original da equipe Monitis, liderada por Hovhannes Avoyan, disponível em http://blog.monitis.com/index.php/2012/11/28/performance-tuning-windows-2012-hardware-selection/