Wer seine bestehenden Server weiterhin als Virtualisierungs-Hosts einsetzen möchte, der sollte beim Sizing vor allem die Anforderungen an zusätzlichen Arbeitsspeicher beachten. Hier bieten sich günstige Alternativen zum Nachrüsten an.

Von: Florian Huttenloher

Der Erfolg der Virtualisierung ist im Wesentlichen durch den Konsolidierungsgrad der Server bestimmt. Dabei werden in den Unternehmen oftmals weitere Server benötigt, vorhandene Geräte auf Wirtschaftlichkeit überprüft und ältere, nicht mehr passende Systeme ausgemustert.

Hier kommt es oftmals zu dem Problem, dass viele Firmen zwar von der Notwendigkeit einer Virtualisierungslösung überzeugt, weitere Anschaffungen aber mit einem hohen Kostenaufwand verbunden sind. Einen Ausweg würde der Einsatz des Cloud-Konzeptes bieten, doch diesen Weg wollen noch nicht alle Unternehmen einschlagen.

Daher werden in vielen Organisationen unter anderem auch bestehende Server für entsprechende Virtualisierungs-Lösungen herangezogen. Die Leistung der Hauptprozessoren (CPUs) erweist sich selbst in den etwas älteren Servern oftmals als kein allzu großes Problem, Sie verfügen meist über genügend Kapazität, um beispielsweise eine ESXi-Installation mit etwa drei bis fünf Gastbetriebssystemen zu beherbergen.

Falls es sich bei den herangezogenen Systemen um kleiner dimensionierte Server handelt, zum Beispiel ein ausgemusterter einzelner Domänencontroller (DC) oder ein ehemaliger SQL-Datenbankserver, kommt meist ein ganz anderer Flaschenhals zum Vorschein: Mag eine Hauptspeicherausstattung (RAM) mit beispielsweise 4 GByte oder 8 GByte für solche kleinere Aufgaben korrekt dimensioniert sein, reicht diese nicht aus, um mehrere virtuelle Gastsysteme (VMs, Virtual Machines) parallel laufen zu lassen. Eine Erweiterung des Hauptspeichers kann folglich helfen, betagtere Server mit ausreichender Rechenleistung für den Einsatz als Virtualisierungssystem zu versehen, oder aktuelle Systeme an geänderte Vorgaben (beispielsweise sollen zusätzliche virtuelle Gastsysteme installiert werden) anzupassen.

Mehr Hauptspeicher bietet mehr Einsatzmöglichkeiten

Bei der Erweiterung des Arbeitsspeichers haben die verantwortlichen Mitarbeiter zwei Möglichkeiten: Zum einen sind für die meisten Server entsprechende Upgrade-Kits der Systemhersteller verfügbar. Zum anderen  können die Verantwortlichen auf eine breite Palette an Hauptspeichermodulen auf dem freien Markt zurückgreifen. Die erstgenannte Lösung bietet den Vorteil, dass oft nur die Systembezeichnung des fraglichen Servers benötigt wird, der Systemhersteller liefert die passenden (aber meist teureren) Module.

Bei der anderen Lösung kann der IT-Verantwortliche oftmals Kosten einsparen, muss die passenden RAM-Module allerdings selbst auswählen. Die korrekte Vorgehensweise, von der Auswahl bis zum Einbau der Module sowie der Inbetriebnahme, wird dieser Beitrag am Beispiel eines »Poweredge T610« Servers von Dell aufzeigen.

Zunächst ist die Frage zu klären, ob die Module zusätzlich zur oder anstelle der alten Speichermodule verbaut werden sollen. Werden die alten RAM-Module ausgemustert, braucht sich die Auswahl nur an den Hauptplatinen-Anforderungen zu orientieren. Hier hilft ein Blick ins Handbuch oftmals weiter oder aber auf den Support-Seiten des Herstellers sind die möglichen Optionen zu finden.

Sollen neue Module passend zu den alten beschafft werden, muss zunächst geklärt werden, um welche Module mit welchen Spezifikationen es sich handelt. Hier beschafft der Verantwortliche am besten gleichwertige Riegel. Neben der Speichergeneration (wie etwa DDR-2- oder DDR-3-SDRAM) sollte auf weitere Details geachtet werden. Innerhalb einer Speichergeneration sind verschiedene Geschwindigkeiten (Taktfrequenzen) verbreitet. Hier gibt das langsamste Modul den Takt an, schnellere RAM-Riegel sind (zumeist) rückwärtskompatibel.

Außerdem kommen im Serverbereich zwei weitere Techniken auf den Hauptspeicherriegeln zum Einsatz. »Error Correction Code« (ECC) sowie »Registered-RAM-Module«. Die ECC-Technologie wird von fast allen Serverhauptplatinen unterstützt und kann meist auch im BIOS aktiviert oder deaktiviert werden. Bei ECC können 1-Bit- und 2-Bit-Fehler erkannt, und daraufhin die erkannten 1-Bit-Fehler sogar korrigiert werden. Dies wird durch zusätzlich auf den Modulen untergebrachte Speicherbereiche ermöglicht.

Bei Registered-RAM dagegen unterstützen aktive Komponenten auf den Hauptspeichermodulen die Adress-Leitungen der einzelnen Speicherchips. So soll die Stabilität der Module und des Chipsatzes erhöht werden. Dies geht allerdings auf Kosten der Hauptspeichergeschwindigkeit. Registered-Module hinken deshalb immer einen Taktzyklus hinterher.

Unregistered-RAM und Registered-Module sind nicht miteinander auf einer Hauptplatine kombinierbar. Ebenso wie bei ECC muss die Hauptplatine und das BIOS die Registered-Funktion unterstützen, abschalten lässt sich dies allerdings nicht. Registered-Module können folglich nicht  als normale Riegel betrieben werden (wie etwa bei ECC möglich). Bei der häufig vorkommenden Kombination der beiden Techniken auf einem Modul spricht man von ECC-Registered-RAM.

Benötigte Hauptspeichermenge

Nach diesen Überlegungen kommt naturgemäß noch die Frage auf: Wie hoch sollte die Hauptspeicherkapazität nach der Aufrüstung insgesamt ausfallen? Hier addiert der Administrator beispielsweise die durchschnittliche Speicherauslastung der virtuellen Maschinen, und rechnet noch einige GByte für das Host-Betriebsystem und als Puffer dazu. Im Test fiel die Entscheidung zugunsten einer Aufrüstung auf 16 GByte DDR-3-SDRAM mittels zwei ECC-Registered-Modulen. Dies soll durch zwei RAM-Riegel vom Hersteller Kingston mit der Bezeichnung KTD-PE310Q\8G erreicht werden. Die bereits im Poweredge T 610 vorhandenen vier GByte (auf zwei DDR-3 ECC-Module aufgeteilt) sollen ausgemustert werden.

Das Bestellen der Speicherriegel über die Kingston-Website erwies sich als eine sehr einfache Angelegenheit. Zuerst sind die passenden Speicherriegel zu bestimmen (das erledigt man über die Auswahl nach Server-Hersteller und Server-Modell) und dann leitet einen die Kingston-Website an den Lieferanten Inprotec in Deutschland weiter. Hier kann man dann über eine sichere Verbindung im Shop die betreffenden Module bestellen. Geliefert wurden die Bausteine innerhalb von drei Arbeitstagen.

Der Umbau – es geht ans Eingemachte

Zunächst wird der Server heruntergefahren, vom Stromnetz getrennt, und mittels der abnehmbaren Seitenklappe geöffnet. Erfahrene Systemadministratoren erden sich bevor sie elektronische Komponenten berühren. Beispielsweise sind auch passende ESD-Armbänder (Electro Static Discharge) im Fachhandel verfügbar. Somit besteht keine Gefahr der sensiblen Hardware durch eine elektrische Entladung. In unserem Fall wird das Lüftungssystem bestehend aus Plastikluftkanal und zusätzliche Ventilatoren entfernt, um die Hauptplatine und die Hauptspeicherbänke freizulegen (siehe Screenshot „Lüftungssystem“).

Danach identifiziert der Administrator die passenden Speicherbänke, hier sind beispielsweise 12 Speicherbänke verbaut, sechs für jeweils eine CPU (wobei dieser Server nur mit einem Prozessor bestückt ist, und somit nur die Hälfte der Speicherbänke zur Verfügung steht). Auch muss eine bestimmte Reihenfolge bei der Bestückung eingehalten werden. Auskunft gibt hier das Handbuch der Hauptplatine, oder wie in unserem Fall eine Kurzanleitung auf der Gehäuse-Innenseite.

Das Test-Team entfernt die beiden bereits vorhandenen Module von Hynix mit der Bezeichnung HMT125U7AFP8C. Daraufhin werden die beiden  8-GByte-Module von Kingston installiert. Bei diesem Poweredge-Server sind in den noch nicht benützen RAM-Steckplätzen Dummy-Module aus Plastik eingesetzt.

Nach eine haptischen Kontrolle der Hauptspeicherbänke kann das Lüftungssystem wieder montiert werden, da die beiden Ersatzmodule vom Hersteller Kingston korrekt installiert wurden (siehe Screenshot „Bestückung mit 16 GByte auf zwei Bänken“). Eine kurze Mitteilung des Systems beim Start des Servers gibt über die verbaute aktuelle Hauptspeichermenge Auskunft, zudem muss per F1-Taste die Hardwareänderung bestätigt werden. Soweit ist der Umbau damit abgeschlossen, und dieser Server kann eingesetzt werden.

Wirtschaftlichkeit und Stromverbrauch

Einen Server mit einer Speicheraufrüstung für kommende Aufgaben zu wappnen, ist auf den ersten Blick immer eine gute Idee. Leider kann der IT-Administrator hier auch einen Pyrrhussieg erringen. Etwa falls die Kosten der Aufrüstung im Vergleich zum Nutzen zu hoch sind (sehr altes und damit teures RAM wird verbaut). Oder falls die Stromkosten einer veralteten Servertechnologie nicht bedacht worden sind.

Der Stromverbrauch des Hauptspeichers wurde durch die aktuellen Speichergenerationen (DDR-2 bei 1,8 Volt, DDR-3 bei 1,5 Volt) immer weiter gesenkt. Hier gilt die Grundregel: Je höher die Speichergeneration und je kleiner die Fertigungstechnologie (in Nanometer), desto weniger Stromverbrauch. Bei einem Hauptspeicherausbau wie in unserem Fall (mit 16 GByte) entfallen laut aktuellen Messungen etwa 1/6 des Stromverbrauchs eines Serversystems auf den Hauptspeicher, und etwa 1/3 des Verbrauchs auf die CPU. Dies sollten Administratoren bedenken, falls geplant wird ältere Systeme weiterhin einzusetzen. In unserem Fall wird der Server nach dem Upgrade auf 16 GByte DDR-3 noch einige Zeit seinen Dienst im NT4ADMINS-Testlabor versehen.

Mehr Informationen zum Thema Energieverbrauch bei DRAM-Modulen liefert der Fachbeitrag: Massiver Speicherausbau im Server ändert die Energiebilanz auf dem Online-Portal NT4ADMINS.