Proxmox Economies d’énergie – 5 conseils

Avec l’augmentation des coûts de l’électricité, il est de plus en plus important d’agir de manière efficace sur le plan énergétique – même dans l’informatique. Si tu utilises Proxmox comme plateforme de virtualisation, tu peux prendre des mesures ciblées pour économiser de l’énergie sans pour autant renoncer à la performance. Ce sont surtout les petits serveurs dans les réseaux domestiques et les homelabs qui fonctionnent 24 heures sur 24 qui peuvent devenir des dévoreurs d’énergie et donc d’argent. Dans cet article, je te montre des conseils pratiques pour économiser de l’énergie avec Proxmox et réduire ainsi ton empreinte écologique.

Avant de commencer : mesurer la consommation d’énergie

Pour que les effets de nos mesures soient visibles, nous devons d’abord mesurer la consommation d’énergie avant d’optimiser la consommation d’énergie. Pour cela, il suffit d’utiliser un appareil de mesure bon marché* ou une prise intelligente comme par exemple la TP-Link Tapo P110.

Proxmox Economies d’énergie : 5 conseils

Les 5 conseils pour économiser l’énergie de Proxmox couvrent l’achat du matériel, les paramètres du BIOS et les paramètres du logiciel dans Proxmox lui-même.

Le bon matériel

Bien sûr, le bon choix du matériel constitue la base pour optimiser la consommation d’énergie de Proxmox. Le vieux matériel d’entreprise a souvent une consommation élevée au repos, de l’ordre de 200 watts ou plus. C’est pourquoi il est préférable d’examiner le matériel grand public. Les mini PCS sont particulièrement adaptés, car ils ne consomment souvent que 15 à 20 watts au repos. En revanche, les possibilités d’extension sont très limitées.

Il faut également faire attention à la consommation d’énergie des cartes d’extension. Ainsi, la carte réseau Intel X520-D2 10Gbit consomme à elle seule 8,6 watts. Cela influe sur la consommation d’énergie de Proxmox.

Sur le forum Hardwareluxx, il y a une liste bien entretenue de configurations particulièrement économes en énergie pour Proxmox.

En général, cela dépend de tous les composants : A commencer par le bloc d’alimentation, qui a une certaine consommation propre. De plus, il existe différents niveaux d’efficacité comme le bronze, l’argent, l’or et le platinium.

Les composants qui parlent plutôt pour une consommation d’énergie élevée seraient

• Cartes graphiques
• Contrôleurs RAID / HBA
• Cartes réseau avec une vitesse supérieure à 10 GBit

Définir correctement les paramètres du BIOS

Désactiver le matériel inutile

La plupart des BIOS / UEFI offrent la possibilité de désactiver certains matériels. Par exemple, dans un hôte de virtualisation, la puce audio n’est souvent pas nécessaire. Il en va de même pour les périphériques PCie inutilisés, les ports COM, les ports USB.

Activer l’ASPM

ASPM (Active State Power Management) est une technologie utilisée dans les ordinateurs pour optimiser la consommation d’énergie des connexions PCIe (Peripheral Component Interconnect Express). PCIe est une interface haute vitesse qui est souvent utilisée pour connecter des composants matériels comme les cartes graphiques, les SSD ou les cartes réseau.

Comment fonctionne l’ASPM ?

ASPM commute automatiquement entre différents états de puissance (Power States), en fonction de la charge et des exigences du système.

États de performance chez ASPM :

1. L0 (Active State) : L’état de fonctionnement normal à pleine puissance.
2. L0s (Low-Power Substate) : Un état à faible consommation d’énergie, dans lequel la connexion est partiellement désactivée pour économiser de l’énergie.
3. L1 (Low-Power State) : Un état de sommeil profond dans lequel la connexion est presque complètement coupée afin de réduire encore plus la consommation.

Le changement se fait automatiquement et en quelques millisecondes, de sorte que la performance du système n’est pas affectée. ASPM doit donc absolument être activé dans le BIOS.

Activer les fonctions d’économie d’énergie du CPU

Le CPU offre également des powerstats, appelés dans ce cas : C-Stats. Selon le fabricant et la version, tu devrais pouvoir activer jusqu’à C10. Mais il se peut aussi que les options ne s’étendent que jusqu’à C6. Mais il n’y a pas beaucoup d’économies d’énergie à faire.

Que sont les C-States ?

Les C-States sont des modes d’économie d’énergie pour les processeurs qui aident à réduire la consommation d’énergie lorsque le CPU n’est pas complètement utilisé. Chaque C-state représente un état d’économie d’énergie, C0 étant le mode actif et les C-states supérieurs (par exemple C1, C2, C3) représentant des modes d’économie d’énergie plus profonds. Dans ces états, certaines parties du CPU sont désactivées ou mises en veille pour économiser de l’énergie.

En combinaison avec Proxmox Economies d’énergie, tu peux t’assurer, en activant les C-States dans le BIOS et en gérant correctement le CPU, que ton serveur fonctionne de manière particulièrement efficace sans que les performances en charge ne soient affectées. Voici une liste détaillée des C-States les plus courants et de leurs fonctions :

C0 – État actif

• Description :
  L’état de fonctionnement actif du CPU dans lequel il effectue des calculs.
• Consommation d’énergie :
  Consommation la plus élevée, car tous les cœurs du CPU sont actifs.
• Application :
  Utilisé lorsque des applications ou des processus sont en cours d’exécution.

C1 – Arrêt État

• Description :
  Le premier état d’économie d’énergie, dans lequel le CPU n’effectue plus de tâches actives, mais est prêt à reprendre immédiatement le travail.
• Consommation d’énergie :
  Réduit par rapport au C0, mais minime.
• Application :
  Courtes périodes de vide.

C2 – Stop Clock State

• Description :
  Un mode d’économie d’énergie plus profond, dans lequel le CPU arrête la cadence du processeur pour économiser de l’énergie.
• Consommation d’énergie :
  Plus faible que dans C1, avec un temps de réveil un peu plus long.
• Application :
  Pour les périodes de ralenti prolongées mais non permanentes.

C3 – État de sommeil

• Description :
  Dans cet état, la logique interne du CPU est désactivée, tandis que le contenu du cache est conservé.
• Consommation d’énergie :
  Nettement moins que dans C2, mais avec un temps de réaction plus long.
• Application :
  En cas de temps d’inactivité prolongé, par exemple entre des tâches de calcul intensif.

C4 – État de sommeil profond

• Description :
  Un état de sommeil profond dans lequel la logique du CPU ainsi que la tension sont encore réduites. Le cache reste intact.
• Consommation d’énergie :
  Très faible, mais avec un délai perceptible lors de la réactivation.
• Application :
  Pour les systèmes qui ne sont pas utilisés activement pendant une longue période.

C6 – Deep Power Down State

• Description :
  Dans cet état, le CPU est presque complètement éteint. La tension et le contenu du cache sont également supprimés.
• Consommation d’énergie :
  Extrêmement faible, la plus faible consommation parmi les C-States standard.
• Application :
  Économiser un maximum d’énergie, surtout dans les serveurs ou les systèmes qui ne sont utilisés que sporadiquement.

Activer les fonctions d’économie d’énergie du GPU

L’utilisation efficace des états de puissance du GPU est une étape importante pour économiser de l’énergie, surtout si Proxmox est utilisé comme hyperviseur. Les GPU de Nvidia et AMD disposent de ce que l’on appelle des Power States, qui adaptent dynamiquement la consommation d’énergie à la charge de travail. Mais qu’en est-il sous Proxmox ?

États de puissance et Proxmox

Dans Proxmox, les états de puissance d’un GPU ne peuvent être gérés que si le GPU est attribué à une machine virtuelle (VM) par le biais du GPU pass-through. Si le GPU n’est pas utilisé activement par une VM, il reste souvent dans le soi-disant “Idle State”, dans lequel il consomme beaucoup plus d’énergie. Cela est dû au fait que sans une VM active, le GPU ne peut pas passer dans les modes à faible consommation d’énergie, qui sont normalement contrôlés par les pilotes du système d’exploitation de la VM.

Les Power States des GPU (aussi bien Nvidia qu’AMD) sont des modes de fonctionnement spéciaux conçus pour l’efficacité énergétique et la performance. Ils adaptent les taux d’horloge et les tensions du GPU à la charge de travail actuelle. Voici un bref aperçu :

États de puissance Nvidia (P-States)

• P0: performance maximale. Cet état est utilisé pour les tâches exigeantes comme le jeu ou le rendu GPU.
• P1-P8: différentes nuances de puissance, en fonction de la charge de travail. Par exemple, pour des applications moins intensives ou une charge partielle.
• P8-P12: modes d’économie d’énergie qui s’activent lorsque la machine est inactive ou peu active. Dans ce cas, le GPU baisse sa fréquence d’horloge au minimum.
• Mode adaptatif: les GPU Nvidia alternent dynamiquement entre les P-States en fonction de la charge.

États d’alimentation AMD (États PowerPlay)

• États DPM (Dynamic Power Management): différents niveaux de puissance qui s’adaptent automatiquement:
  • D0 : pleine puissance, activée en cas de charge élevée.
  • D1-D3 : Modes d’économie d’énergie échelonnés, utilisés dans des situations de charge partielle ou de marche à vide.
• ZeroCore Power: un mode spécial dans lequel le GPU est presque complètement éteint lorsque l’écran est en veille.

Points communs

• Mode Boost: les deux fabricants proposent une technologie Boost (Nvidia GPU Boost, AMD Boost Clock) qui, avec un refroidissement et une alimentation électrique suffisants, élève temporairement la fréquence d’horloge au-dessus de la limite nominale.
• Mode Idle: consommation d’énergie minimale lorsqu’il n’y a pas de charge significative.

Les Power States aident à équilibrer de manière optimale la consommation d’énergie, la production de chaleur et les performances.

Consommation d’électricité élevée sans VM

Si le GPU de Proxmox n’est pas lié à une VM, il reste dans un mode standard avec une consommation d’énergie plus élevée. Cela entraîne une augmentation de la consommation d’énergie, même si le GPU n’est pas utilisé activement. Ce problème a également été discuté sur le forum de Proxmox.

Économiser de l’énergie avec le GPU pass-through dans Proxmox

Pour économiser de l’énergie avec Proxmox, tu dois tenir compte des points suivants :

1. Attribue le GPU à une VM : c’est la seule façon pour la VM de contrôler les Power States du GPU.
2. Assure-toi que les pilotes GPU sont correctement installés dans la VM : Ainsi, le GPU peut passer en mode basse consommation (par exemple P8 chez Nvidia ou ZeroCore chez AMD) lorsqu’il n’est pas nécessaire.
3. Vérifie les paramètres du GPU pass-through : Une mauvaise configuration peut faire en sorte que le GPU, et donc le serveur Proxmox, consomme inutilement beaucoup d’énergie.

Sur le forum, on a aussi trouvé un moyen d’automatiser le tout.

Économiser de l’énergie avec une machine virtuelle factice pour les états de puissance du GPU sous Proxmox

Si tu n’utilises que temporairement la VM attribuée au GPU, il peut être utile de contrôler les états d’alimentation via une VM factice. Celle-ci est automatiquement lancée lorsque la VM principale est éteinte. Comme les pilotes sont installés, le GPU peut être mis dans un état de faible puissance.

Étape 1 : mettre en place une VM factice

Crée une VM dans Proxmox

• Ressources: 512 Mo de RAM, 2 cœurs de CPU, 4 Go de mémoire.
• Système d’exploitation: Debian (par exemple Debian Bookworm).

Ajoute le GPU comme périphérique PCI

• Navigue dans Proxmox jusqu’à ta machine virtuelle factice.
• Va sur Matériel > Ajouter un périphérique PCI et sélectionne le GPU.

Configurer Debian

Ouvre le fichier /etc/apt/sources.list

nano /etc/apt/sources.list

Ajoute le référentiel suivant :

deb http://deb.debian.org/debian bookworm main contrib non-free non-free-firmware

Mets à jour les sources de paquets et installe les pilotes Nvidia :

apt update
apt install  nvidia-smi

Redémarre la VM :

reboot

Étape 2 : Créer un hookscript

Le hookscript fait en sorte que la VM factice démarre et s’arrête automatiquement, selon que la VM principale est active ou non.

Va dans le répertoire des scripts d’hook :

cd  /var/lib/vz/snippets

Crée et rend le script exécutable

touch  nvidiavm.sh
chmod  +x  nvidiavm.sh
nano  nvidiavm.sh

Insère le contenu suivant (adapte les ID de VM) :

#!/bin/bash
VMID=$1
PHASE=$2

if [ "$VMID"  = "105" ] ; then
  if [ "$PHASE"  = "pre-start" ] ; then
    echo "Win10 VM pre-start : Stoping Nvidia Dummy VM"
    qm stop 200

  elif [ "$PHASE"  = "post-stop" ] ; then
    echo "Win10 VM post-stop : Starting Nvidia Dummy VM"
    qm start 200
  fi
fi

• VMID 105: L’ID de la VM qui consomme beaucoup de ressources.
• VMID 200: L’ID de la VM factice.

Enregistre le fichier avec CTRL + X et “Y”.

Étape 3 : Attribuer le hookscript à la VM principale

Attache le script à ta VM qui consomme beaucoup de puissance :

qm set 105 --hookscript local:snippets/nvidiavm.sh

Démarre et arrête la VM principale. Vérifie l’exécution du script de hook avec :

journalctl  -b

Tu devrais voir des entrées comme celle-ci :

Jul 29 01:53:48 deb  qmeventd[135980] : Win10  VM post-stop : Starting  Nvidia Dummy  VM

Avec cette configuration, ton GPU reste dans un état d’économie d’énergie même lorsqu’il est inactif. La VM factice veille à ce que les pilotes Nvidia restent chargés, tandis que le hookscript se charge du contrôle automatique.

Baisser la fréquence du processeur pour économiser de l’énergie avec Proxmox

Par défaut, Proxmox désactive toutes les fonctions d’économie d’énergie afin de garantir une performance maximale. Mais avec quelques adaptations, tu peux réduire la fréquence du CPU et ainsi économiser efficacement de l’énergie avec Proxmox. Ces modifications ne sont pas officiellement soutenues, mais elles fonctionnent sans problème. Cependant, il est possible que ton système réagisse un peu plus lentement, car les composants doivent d’abord être “réveillés” du mode d’économie d’énergie.

Vérifier le mode CPU

Pour savoir dans quel mode ton CPU fonctionne, tu peux utiliser cette commande :

cat /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor

Chaque cœur de CPU est listé ici individuellement. Par défaut, le mode est réglé sur “performance”. Si tu veux voir la fréquence actuelle des noyaux du CPU, entre les données suivantes :

cat /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_cur_freq

Mettre le CPU en mode économie d’énergie

Pour rendre le CPU plus efficace et faire baisser la cadence, tu peux régler le “scaling_governor” sur “powersave” :

echo "powersave"  | tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor

Cela réduit la fréquence des cœurs du CPU et t’aide à économiser de l’énergie avec Proxmox. Cependant, après un redémarrage ou une mise à jour, cette valeur revient à la valeur par défaut.

Enregistrer le réglage de façon permanente

Pour que le mode d’économie d’énergie reste actif après un redémarrage, tu peux ajouter cette commande dans le crontab :

Ouvre la crontab avec

crontab  -e

Si on te demande quel éditeur tu veux utiliser, choisis “nano”. Appuie donc sur le “1” du clavier. Ajoute la ligne suivante en bas du fichier crontab :

@reboot  echo "powersave"  | tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor

Enregistre le fichier avec CTRL+X et confirme les modifications avec “Y” pour Yes.

Vérifier les paramètres

Après un redémarrage, tu peux utiliser les commandes ci-dessus pour t’assurer que les cœurs du CPU fonctionnent en mode économie d’énergie. Par exemple, te montre

cat /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor

si tous les cœurs sont réglés sur “powersave”.

Avec ces adaptations, tu peux réduire la fréquence du CPU et économiser efficacement de l’énergie avec Proxmox. Même si le système réagit ainsi un peu plus lentement, tu profites d’une consommation d’énergie plus faible – idéal pour les environnements où l’efficacité est primordiale.

Proxmox offre de nombreuses possibilités pour réduire la consommation d’énergie de ton infrastructure et pour travailler plus efficacement. En utilisant un matériel moderne et peu gourmand en énergie, en optimisant les paramètres du BIOS comme l’ASPM (Active State Power Management) et en désactivant les appareils inutiles, tu peux déjà réaliser des économies importantes. En outre, il est possible de réduire encore plus la consommation d’énergie en utilisant le bon régulateur de puissance CPU. Avec l’astuce GPU Passthrough, tu peux même augmenter l’efficacité énergétique des GPU en utilisant activement les Power States.

Pourquoi économiser de l’énergie avec Proxmox ?

Économiser de l’énergie n’est pas seulement rentable financièrement grâce à des coûts énergétiques plus faibles, mais protège également l’environnement. Surtout à une époque où les prix de l’électricité augmentent et où la conscience écologique grandit, une infrastructure informatique efficace sur le plan énergétique est un avantage décisif. Avec les bons paramètres, tu peux réduire les coûts d’exploitation tout en contribuant à la durabilité – sans pour autant renoncer aux avantages de Proxmox.

Grâce à ces mesures, tu peux économiser l’énergie de Proxmox et créer une solution informatique efficace et respectueuse de l’environnement.