Terminal Server Sizing Guide - Fujitsu

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White Paper Sizing Guide | Terminal Server Sizing Guide Version: 4.0, Oktober 2009 Caches Ein Cache ist generell ein schneller Zwischenspeicher, der durch die Pufferung von Daten den Zugriff beschleunigt. Bei Intel-CPUs sind die Caches in mehreren Stufen kaskadiert. Man unterscheidet Level 1 Cache, Level 2 Cache (auch Second Level Cache (SLC) genannt) und Level 3 Cache (Third Level Cache (TLC)). Meistens wird bei den Leistungsdaten der CPUs nur der jeweils letzte Cache genannt. Der Cache soll verhindern, dass der Prozessor auf Daten des langsameren Arbeitsspeichers warten muss. Je größer der Cache, umso weniger Speicherzugriffe sind nötig. Aus dieser Zeitersparnis resultiert wiederum eine höhere Rechenleistung. Vergleichende Messungen mit dem Terminal Server Benchmark zeigten, dass eine Verdoppelung des Caches zu einer Entlastung der CPU führte. Bei sonst gleichen Bedingungen wurden jeweils zwei Prozessoren einmal mit 1 MB Cache und einmal mit 2 MB Cache eingesetzt. Wie nebenstehende Grafik zeigt, wird der Prozessor des Terminal Server Systems bei dem größeren Cache weniger stark beansprucht. Daraus resultierte eine höhere Benutzeranzahl als Benchmark- Ergebnis. (Lastprofil V1, Microsoft Office XP, Citrix MetaFrame) Da beim 64-bit-Betriebssystem aufgrund der doppelt so großen Adressbreite mehr Daten verarbeitet werden müssen, hat die Größe des CPU-Caches hier einen größeren Einfluss. (Lastprofil V1, Microsoft Office 2003, Microsoft Terminal Services) Das gleiche PRIMERGY System wurde wahlweise mit Xeon Prozessoren mit 1 MB oder mit 2 MB SLC ausgestattet. Wie nebenstehende Grafik zeigt, führt eine Verdoppelung des Caches auf beiden Plattformen zu einer höheren Performance. Das 64- bit-System profitiert am meisten von dem doppelt so großen Cache mit einem Performance- Gewinn von 25%. Das 32-bit- System gewinnt bis zu 15% mehr Leistung mit dem größeren Cache. Diese Messungen zeigen, dass ein 64-bit-System durch den Adress-Overhead einen größeren Cache benötigt. Eine generelle Empfehlung leitet sich aus diesen Ergebnissen ab: Für Systeme mit 64-bit-Betriebssystem sollten in jedem Fall Prozessorvarianten mit einem großen Cache eingesetzt werden. Dies ist wichtiger als eine geringfügig höhere Taktfrequenz. Allerdings sollte nicht der Fehler begangen werden, Cache-Größen von Prozessoren mit unterschiedlicher Architektur zu vergleichen. Die Caches der Prozessoren sind auf die Prozessorarchitektur abgestimmt. So haben z.B. aktuell Prozessoren der Serie Xeon 5500 (Nehalem) mit 256 kB per Core SLC und maximal 8 MB TLC für alle vier Kerne nominell weniger Cache als Prozessoren der Serie Xeon 5400 (Harpertown) mit 2 × 6 MB SLC. Trotzdem ist die Gesamtleistung der Prozessoren weit höher. © Fujitsu Technology Solutions 2009 Seite 18 (46)
White Paper Sizing Guide | Terminal Server Sizing Guide Version: 4.0, Oktober 2009 Hyper-Threading Bei Hyper-Threading-Prozessoren sind einige Ressourcen auf dem Chip verdoppelt, so dass diese CPUs nun die Fähigkeit besitzen, zwei Threads parallel ausführen zu können. So werden zwei virtuelle bzw. logische CPUs simuliert. Dem Betriebssystem gegenüber stellt sich eine CPU mit Hyper-Threading als zwei CPUs dar und wird auch so angesteuert. Dies bringt einen Geschwindigkeitsvorteil, wenn Betriebssystem und Anwendungen dafür geeignet sind. Windows als Betriebssystem ist vom Design her Hyper-Threadingfähig und gerade in Terminal Server Umgebungen arbeiten viele einzelne Benutzer mit insgesamt vielen, meist kleineren Anwendungen parallel, so dass von Hyper-Threading eine Performance-Steigerung zu erwarten ist. Die meisten Intel Prozessoren der aktuellen Xeon 5500 Serie (Nehalem) unterstützen Hyper-Threading. AMD Prozessoren besitzen grundsätzlich kein Hyper-Threading. Messungen haben gezeigt, dass der Performance-Gewinn durch Hyper-Threading bei gering bis mittel belasteten Systemen am größten ist. Bei Systemen, die an ihrer Lastgrenze arbeiten, ist der Performance- Gewinn geringer. Auch ist die Leistungssteigerung auf einem Monoprozessorsystem höher als auf Multiprozessorsystemen. Eine Messreihe wurde auf einer PRIMERGY RX200 S1 mit zwei Prozessoren durchgeführt, einmal mit eingeschaltetem Hyper-Threading und einmal mit abgeschaltetem Hyper-Threading. In beiden Fällen wurde die gleiche Anzahl von 101 Benutzern simuliert. Bei Terminal Server Anwendungen sorgt das Hyper- Threading für eine Entlastung des Systems, die CPU- Last konnte um 31% reduziert werden, wie die nebenstehende Grafik veranschaulicht. Bei der verwendeten PRIMERGY RX200 S1 und 101 Benutzern konnte man ohne Hyper-Threading schon einen CPU Engpass feststellen, die Antwortzeiten des Terminal Servers waren nicht mehr im vorgegebenen Rahmen. Durch die CPU Entlastung durch Hyper-Threading erfüllte das System wieder die vorgegebene Reaktionszeit. (Lastprofil V1, Microsoft Office XP, Citrix MetaFrame) In einer weiteren Messreihe wurden die absoluten Benutzeranzahlen für Systeme mit und ohne Hyper-Threading ermittelt. Die nebenstehende Grafik zeigt die Messergebnisse. Das vermessene PRIMERGY System war eine PRIMERGY RX300 S2 mit einem oder zwei Prozessoren mit verschiedenen Taktfrequenzen. Für diesen Vergleich wurden Prozessoren mit 1 MB SLC verwendet. Hyper-Threading war alternativ ein- (»HT on«) oder ausgeschaltet (»HT off«). Man erkennt deutlich, dass mit eingeschaltetem Hyper-Threading (Lastprofil V1, Microsoft Office 2003, Microsoft Terminal Services) eine höhere Anzahl Benutzer mit dem Terminal Server arbeiten können. Bei einem langsameren Monoprozessorsystem ist der Performance- Gewinn durch Hyper-Threading höher als bei einem schnellen Dualprozessorsystem. © Fujitsu Technology Solutions 2009 Seite 19 (46)
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