Ajuste essas 4 configurações de BIOS do servidor para melhorar o desempenho

Uma isenção de responsabilidade sobre as configurações do BIOS do servidor

Se for possível ajustar algumas configurações do BIOS para um melhor desempenho, isso levanta a questão de por que o fabricante não projetou a máquina para ter as melhores configurações possíveis do BIOS por padrão.

Em alguns casos, as configurações de alto desempenho podem afetar a estabilidade do servidor. Em outros casos, o desempenho aprimorado pode aumentar a temperatura do servidor, o consumo de energia ou ambos. Os fabricantes procuram encontrar um equilíbrio entre desempenho, uso de energia e confiabilidade. Você deve se lembrar que o desempenho adicional pode ter um preço.

Lembre-se de que cada servidor é diferente. A marca, modelo, arquitetura e idade de um servidor afetam as configurações do BIOS disponíveis. Algumas das configurações a seguir podem não estar disponíveis em todos os servidores.

Acesso não uniforme à memória

A tecnologia de acesso não uniforme à memória (NUMA) conecta uma série de nós por meio de uma interconexão de alta velocidade. A ideia é que cada CPU tenha seu próprio controlador de memória embutido que se conecta diretamente à memória que é considerada local para aquela CPU.

Uma CPU pode acessar a memória em seu próprio nó (local) ou em outro nó (remoto). O acesso à memória local é mais rápido do que o acesso à memória remota, porque o acesso à memória remota requer a transferência de dados por meio de uma interconexão NUMA.

A tecnologia de intercalação de nós remove os dados dos controladores de memória e compensa o impacto no desempenho associado ao acesso remoto à memória. Alguns sistemas ativam automaticamente a intercalação de nós no BIOS do sistema, mas os servidores que atuam como hosts de virtualização geralmente têm melhor desempenho com a intercalação de memória desativada.

Isso se deve à maneira como um sistema determina a memória local versus a memória remota para uma CPU. Quando um administrador desativa a intercalação NUMA, o sistema cria uma Tabela de Alocação de Recursos do Sistema (SRAT). Esta tabela identifica a memória local para cada CPU.

O sistema usa essas informações para usar a memória local sempre que possível, porque o acesso remoto à memória envolve o cruzamento de um pipeline de memória, aumentando a latência e a contenção de recursos. Se um administrador habilitar o agrupamento, o sistema não criará um SRAT. Isso faz com que o hipervisor ignore a arquitetura NUMA subjacente e use a memória indiscriminadamente, independentemente de sua localização.

Se você desabilitar a intercalação, os hipervisores modernos geralmente adotam a abordagem de melhor esforço para a alocação de memória. O hipervisor tentará alocar toda a memória para uma máquina virtual em um único nó NUMA, mas usará vários nós NUMA se a memória adicional e as políticas de configuração do hipervisor forem necessárias para permitir a expansão do NUMA.

Gerenciamento de energia

Poucas configurações de BIOS do servidor têm um efeito tão grande no desempenho geral quanto as configurações de gerenciamento de energia. Muitas configurações de gerenciamento de energia são específicas do fornecedor, portanto, você deve verificar o site do fornecedor do servidor para obter as recomendações.

O recurso de gerenciamento de energia mais fácil de examinar é o Demand Based Scaling (DBS). O DBS ajusta automaticamente a velocidade do clock do processador para aumentar o desempenho quando a potência de processamento adicional é necessária e conserva a energia durante os períodos de baixo uso da CPU.

Muitos servidores controlam o DBS por meio de perfis de gerenciamento de energia. O comportamento padrão geralmente é permitir que o sistema operacional controle a escala de frequência do processador, mas isso requer um pouco de sobrecarga da CPU. Nem todos os sistemas operacionais oferecem suporte a esse tipo de gerenciamento de energia, o que pode ser especialmente problemático para servidores que executam hipervisores de baixo nível.

Se você está tentando obter o melhor desempenho possível de seu servidor, procure um perfil de gerenciamento de energia que seja voltado para desempenho em vez de economia de energia.

Múltiplos threads simultâneos

Muitos servidores com processadores Intel Xeon oferecem suporte à tecnologia Simultaneous Multiple Threading (SMT). SMT é um recurso da Intel que faz o sistema operacional pensar que a CPU tem o dobro de núcleos dele. O SMT trata cada núcleo físico como dois núcleos lógicos.

A Intel afirmou que o SMT melhora o desempenho em até 30%, embora o SMT possa prejudicar o desempenho se você usar o servidor como um host de virtualização. Isso é particularmente verdadeiro para máquinas virtuais atribuídas apenas a um único processador lógico ou para infraestrutura em que os núcleos da CPU estão sobrecarregados.

A maioria dos servidores que oferecem suporte a SMT habilita esse recurso automaticamente, mas você pode desabilitá-lo na configuração do BIOS do servidor. Você pode decidir comparar seu servidor com SMT habilitado e então, com ele desabilitado, determinar qual configuração produz o melhor desempenho.

Velocidade do núcleo

Outra configuração do BIOS que afeta um servidor é a velocidade dos núcleos da CPU. Turbo Boost é um desses recursos, encontrado em alguns servidores Intel Xeon. O Turbo Boost é semelhante ao overclocking, pois permite que os núcleos da CPU funcionem a uma velocidade de clock maior quando necessário. A tecnologia Intel Turbo Boost é baseada em duas métricas: velocidade de clock base e frequência turbo máxima.

A CPU foi projetada para funcionar em sua velocidade de clock base, mesmo que possa funcionar significativamente mais rápido. Isso ajuda o servidor a economizar energia. Se o servidor estiver executando uma carga de trabalho pesada da CPU, o Turbo Boost aumenta dinamicamente a velocidade do clock da CPU conforme necessário, até a frequência turbo máxima.

O Turbo Boost tende a aumentar a frequência do núcleo da CPU apenas se a CPU consumir menos do que sua potência nominal e operar abaixo de sua temperatura nominal. Se a temperatura subir além de um limite predefinido, uma função de aceleração térmica reduz a velocidade da CPU para trazer a temperatura de volta a uma faixa nominal.

A quantidade real de potência de processamento adicional que o Turbo Boost produz depende do número de núcleos de CPU ativos, mas geralmente fornece duas ou três etapas de frequência.

Se você está pensando em usar o Turbo Boost, verifique se o recurso C de status do BIOS está desabilitado. O estado C é um recurso de economia de energia encontrado em alguns servidores Intel Xeon. Ele reduz a voltagem dos núcleos da CPU, o que reduz a frequência do núcleo.

Quando você reduz a frequência de um núcleo, o sistema reduz a frequência de todos os núcleos ativos em uma CPU. Se você está tentando obter o máximo de potência de processamento de seu servidor, deve evitar qualquer configuração que possa resultar na execução de núcleos em uma frequência reduzida.

Existem três versões diferentes da Tecnologia Intel Turbo Boost, com o primeiro lançamento em 2011. A maioria dos servidores em uso hoje oferece suporte à Tecnologia Turbo Boost 2.0.

Lançada em setembro de 2019, a tecnologia Turbo Boost 3.0 da Intel é como a versão 2.0 em muitos aspectos. A maior diferença é que a Turbo Boost Technology 3.0 pode aumentar a velocidade do clock de núcleos individuais, enquanto a versão 2.0 requer que todos os núcleos funcionem na mesma velocidade. De acordo com a Intel, a Turbo Boost Technology 3.0 pode aumentar o desempenho de um thread em até 15%.