Risparmio elettrico Proxmox – 5 consigli

L’aumento dei costi dell’elettricità rende sempre più importante agire in modo efficiente dal punto di vista energetico, anche nel settore IT. Se utilizzi Proxmox come piattaforma di virtualizzazione, puoi adottare misure mirate per risparmiare energia elettrica senza dover sacrificare le prestazioni. Soprattutto i piccoli server delle reti domestiche e dei laboratori casalinghi, che funzionano 24 ore su 24, possono diventare un dissipatore di energia e quindi di denaro. In questo articolo ti mostrerò dei consigli pratici su come risparmiare energia elettrica con Proxmox e ridurre allo stesso tempo la tua impronta ecologica.

In anticipo: Misura il consumo di energia

Per rendere visibili gli effetti delle nostre misure, dovremmo innanzitutto misurare il consumo energetico prima di ottimizzarlo. A tal fine è sufficiente un dispositivo di misurazione economico* o una presa intelligente come il Tapo P110 di TP-Link.

Risparmio elettrico Proxmox: 5 consigli

I 5 consigli per risparmiare energia in Proxmox riguardano l’acquisto di hardware, le impostazioni del BIOS e le impostazioni del software di Proxmox stesso.

L’hardware giusto

Naturalmente, la giusta scelta dell’hardware è alla base dell’ottimizzazione del consumo energetico di Proxmox. Il vecchio hardware aziendale ha spesso un elevato consumo inattivo, pari a 200 watt o più. Per questo motivo è meglio orientarsi verso l’hardware consumer. I mini PCS sono particolarmente adatti, perché spesso hanno un consumo di energia a riposo di soli 15-20 watt. Tuttavia, le opzioni di espansione sono molto limitate.

Devi anche prestare attenzione al consumo energetico delle schede di espansione. Ad esempio, la scheda di rete Intel X520-D2 10Gbit consuma da sola 8,6 watt. Questo influisce sul consumo energetico di Proxmox.

Nel forum di Hardwareluxx c’è una lista molto curata di configurazioni a risparmio energetico per Proxmox.

In generale, dipende da tutti i componenti: A partire dall’alimentatore, che ha un certo livello di autoconsumo. Esistono anche diversi livelli di efficienza come bronzo, argento, oro e platino.

I componenti che tendono a parlare a favore di un elevato consumo energetico sono

• Schede grafiche
• Controller RAID / HBA
• Schede di rete con velocità superiore a 10 GBit

Imposta correttamente le impostazioni del BIOS

Disattivare l’hardware non necessario

La maggior parte dei BIOS / UEFI offre la possibilità di disattivare determinati hardware. Con un host di virtualizzazione, ad esempio, il chip audio spesso non è necessario. Lo stesso vale per i dispositivi PCie, le porte COM e le porte USB non utilizzate.

Attiva l’ASPM

L‘ASPM (Active State Power Management) è una tecnologia utilizzata nei computer per ottimizzare il consumo energetico delle connessioni PCIe (Peripheral Component Interconnect Express). PCIe è un’interfaccia ad alta velocità che viene spesso utilizzata per collegare componenti hardware come schede grafiche, SSD o schede di rete.

Come funziona l’ASPM?

ASPM passa automaticamente da uno stato energetico all’altro, a seconda dell’utilizzo e dei requisiti del sistema.

Stati di alimentazione con ASPM:

1. L0 (Stato attivo): Lo stato di funzionamento normale a piena potenza.
2. L0s (Low-Power Substate): Uno stato a basso consumo in cui la connessione è parzialmente disabilitata per risparmiare energia.
3. L1 (Stato a basso consumo): Uno stato di sonno profondo in cui la connessione è quasi completamente spenta per ridurre ulteriormente i consumi.

La modifica avviene automaticamente e in pochi millisecondi, in modo da non influire sulle prestazioni del sistema. Pertanto, l’ASPM deve essere sempre attivato nel BIOS.

Attiva le funzioni di risparmio energetico della CPU

La CPU offre anche dei powerstat, in questo caso chiamati C-Stats. A seconda del produttore e della versione, dovresti essere in grado di attivare fino a C10. Tuttavia, è anche possibile che le opzioni arrivino solo fino a C6. In questo caso, però, non risparmierai molta energia.

Cosa sono gli Stati C?

Gli stati C sono modalità di risparmio energetico per i processori che aiutano a ridurre il consumo di energia quando la CPU non è completamente utilizzata. Ogni stato C rappresenta uno stato di risparmio energetico, con C0 che rappresenta la modalità attiva e gli stati C superiori (ad esempio C1, C2, C3) che rappresentano le modalità di risparmio energetico inferiori. In questi stati, alcune parti della CPU vengono disattivate o messe in modalità sleep per risparmiare energia.

In combinazione con Proxmox, puoi risparmiare energia attivando i C-State nel BIOS e la giusta gestione della CPU per garantire che il tuo server lavori in modo particolarmente efficiente senza compromettere le prestazioni sotto carico. Ecco un elenco dettagliato dei C-State più comuni e delle loro funzioni:

C0 – Stato attivo

• Descrizione:
  Lo stato operativo attivo della CPU in cui esegue i calcoli.
• Consumo energetico:
  Consumo massimo, poiché tutti i core della CPU sono attivi.
• Applicazione:
  Utilizzato quando sono in esecuzione applicazioni o processi.

C1 – Stato di arresto

• Descrizione:
  Il primo stato di risparmio energetico in cui la CPU non esegue più attività attive ma è pronta a riprendere immediatamente il lavoro.
• Consumo energetico:
  Ridotto rispetto al C0, ma minimo.
• Applicazione:
  Stati di inattività a breve termine.

C2 – Stato di arresto dell’orologio

• Descrizione:
  Una modalità di risparmio energetico più profonda in cui la CPU interrompe il clock del processore per risparmiare energia.
• Consumo energetico:
  Inferiore a quello del C1, con un tempo di risveglio leggermente più lungo.
• Applicazione:
  Per fasi di funzionamento al minimo più lunghe, ma non permanenti.

C3 – Stato di riposo

• Descrizione:
  In questo stato, la logica interna della CPU viene disattivata mentre il contenuto della cache viene mantenuto.
• Consumo energetico:
  Significativamente più basso rispetto a C2, ma con un tempo di risposta più lungo.
• Applicazione:
  Per tempi di inattività più lunghi, ad esempio tra un’attività di calcolo e l’altra.

C4 – Stato di sonno profondo

• Descrizione:
  Uno stato di sonno profondo in cui sia la logica della CPU che il voltaggio vengono ulteriormente ridotti. La cache viene mantenuta.
• Consumo di energia:
  Molto basso, ma con un notevole ritardo nella riattivazione.
• Applicazione:
  Per i sistemi che non vengono utilizzati attivamente per un lungo periodo di tempo.

C6 – Stato di spegnimento profondo

• Descrizione:
  In questo stato, la CPU viene spenta quasi completamente. Anche la tensione e il contenuto della cache vengono rimossi.
• Consumo energetico:
  Estremamente basso, il più basso consumo tra gli stati C standard.
• Applicazione:
  Massimo risparmio energetico, soprattutto nei server o nei sistemi che vengono utilizzati solo sporadicamente.

Attiva le funzioni di risparmio energetico della GPU

L’uso efficiente degli stati energetici delle GPU è un passo importante verso il risparmio energetico, soprattutto quando Proxmox viene utilizzato come hypervisor. Le GPU di Nvidia e AMD hanno i cosiddetti stati energetici che adattano dinamicamente il consumo di energia al carico di lavoro. Ma come si presenta questo aspetto in Proxmox?

Stati di energia e Proxmox

In Proxmox, gli stati energetici di una GPU possono essere gestiti solo se la GPU è assegnata a una macchina virtuale (VM) tramite GPU passthrough. Se la GPU non viene utilizzata attivamente da una macchina virtuale, spesso rimane nel cosiddetto “stato di inattività”, che comporta un consumo energetico significativamente maggiore. Questo perché senza una VM attiva, la GPU non può passare alle modalità di risparmio energetico normalmente controllate dai driver del sistema operativo della VM.

Gli stati energetici delle GPU (sia Nvidia che AMD) sono modalità operative speciali progettate per garantire efficienza energetica e prestazioni. Adattano le velocità di clock e le tensioni della GPU al carico di lavoro corrente. Ecco una breve panoramica:

Stati di alimentazione Nvidia (P-States)

• P0: prestazioni massime. Questo stato è utilizzato per le attività più impegnative come i giochi o il rendering della GPU.
• P1-P8: diversi livelli di potenza, a seconda del carico di lavoro. Ad esempio, per applicazioni meno intensive o per un carico parziale.
• P8-P12: modalità di risparmio energetico che si attivano durante l’inattività o la scarsa attività. In questo caso il clock della GPU è ridotto al minimo.
• Modalità adattiva: le GPU Nvidia passano dinamicamente tra gli stati P in base al carico.

Stati di alimentazione AMD (Stati PowerPlay)

• Stati DPM (Dynamic Power Management): Diversi livelli di potenza che si regolano automaticamente:
  • D0: piena potenza, attivata in caso di utilizzo elevato.
  • D1-D3: modalità di risparmio energetico graduate, utilizzate in situazioni di carico parziale o di inattività.
• ZeroCore Power: una modalità speciale in cui la GPU è quasi completamente spenta quando lo schermo è in standby.

Somiglianze

• Modalità Boost: entrambi i produttori offrono la tecnologia Boost (Nvidia GPU Boost, AMD Boost Clock), che aumenta temporaneamente la velocità di clock oltre il limite nominale con un raffreddamento e un’alimentazione sufficienti.
• Modalità inattiva: consumo minimo di energia quando non c’è un carico significativo.

I Power States aiutano a ottimizzare l’equilibrio tra consumo energetico, sviluppo di calore e prestazioni.

Consumo energetico elevato senza VM

Se la GPU di Proxmox non è legata a una VM, rimane in modalità standard con un consumo energetico maggiore. Questo comporta un aumento del consumo energetico anche se la GPU non viene utilizzata attivamente. Questo problema è stato discusso anche nel forum di Proxmox.

Risparmia energia con il GPU Passthrough in Proxmox

Per risparmiare energia elettrica con Proxmox, devi tenere presente quanto segue:

1. Assegnare la GPU a una VM: questo è l’unico modo in cui la VM può controllare gli stati di alimentazione della GPU.
2. Assicurati che i driver della GPU siano installati correttamente nella macchina virtuale: Questo permette alla GPU di passare alla modalità di risparmio energetico (ad esempio P8 per Nvidia o ZeroCore per AMD) quando non è necessaria.
3. Controlla le impostazioni del GPU Passthrough: Una configurazione errata può far sì che la GPU e quindi il server Proxmox consumino inutilmente energia.

Nel forum è stato trovato anche un modo per automatizzare il tutto.

Risparmia energia con una macchina virtuale fittizia per gli stati energetici della GPU con Proxmox

Se la VM assegnata alla GPU viene utilizzata solo occasionalmente, può essere utile controllare gli stati di alimentazione tramite una VM fittizia. Questa viene avviata automaticamente quando la VM principale viene spenta. Poiché i driver sono installati, la GPU può essere impostata su uno stato di basso consumo.

Passo 1: Configurare una macchina virtuale fittizia

Crea una macchina virtuale in Proxmox

• Risorse: 512 MB di RAM, 2 core della CPU, 4 GB di memoria.
• Sistema operativo: Debian (ad esempio Debian Bookworm).

Aggiungi la GPU come dispositivo PCI

• Vai alla tua VM fittizia in Proxmox.
• Vai su Hardware > Aggiungi dispositivo PCI e seleziona la GPU.

Configurare Debian

Apri il file /etc/apt/sources.list

 nano /etc/apt/sources.list

Aggiungi il seguente repository:

      debhttp://deb.debian.org/debianbookwormmaincontribnon-freenon-free-firmware

Aggiorna i sorgenti dei pacchetti e installa i driver Nvidia:

 aggiornamentoapt
  aptinstalla nvidia-smi

Riavvia la macchina virtuale:

riavvio

Passo 2: Creare un hookscript

Lo script hook assicura che la macchina virtuale fittizia si avvii e si arresti automaticamente, a seconda che la macchina virtuale principale sia attiva.

Passa alla directory degli script di hook:

 cd /var/lib/vz/snippets

Crea e rendi eseguibile lo script

 tocca nvidiavm.sh
  chmod +x nvidiavm.sh
 nano nvidiavm.sh

Inserisci il seguente contenuto (regola gli ID delle macchine virtuali):

/bin/bash
VMID=$1
FASE=$2

  se [ "$VMID" ="105" ]; allora
    if [ "$PHASE" ="pre-start" ]; then
     echo"Win10 VM pre-start: arresto della macchina virtuale Nvidia Dummy".
      qmstop200

    elif [ "$PHASE" ="post-stop" ]; then
     echo"Win10 VM post-stop: avvio di Nvidia Dummy VM"
      qmstart200
  fi
fi

• VMID 105: l’ID della macchina virtuale ad alta intensità di risorse.
• VMID 200: l’ID della macchina virtuale fittizia.

Salva il file con CTRL + X e “Y”.

Passo 3: Assegnare l’hookscript alla VM principale

Lega lo script alla tua macchina virtuale ad alta intensità di prestazioni:

    qmset105 --hookscriptlocal:snippets/nvidiavm.sh

Avvia e arresta la macchina virtuale principale. Controlla l’esecuzione dello script hook con :

 journalctl -b

Dovresti vedere voci come questa:

           Jul2901:53:48deb qmeventd[135980]:Win10VMpost-stop:Avvio di Nvidia DummyVM

Con questa configurazione, la tua GPU rimane in uno stato di risparmio energetico anche quando è inattiva. La VM fittizia assicura che i driver Nvidia rimangano caricati mentre l’hookscript assume il controllo automatico.

Riduci il clock della CPU per risparmiare energia con Proxmox

Proxmox disattiva tutte le funzioni di risparmio energetico per impostazione predefinita per garantire le massime prestazioni. Tuttavia, con alcune modifiche puoi abbassare la frequenza di clock della CPU e quindi risparmiare energia in modo efficiente con Proxmox. Sebbene queste modifiche non siano ufficialmente supportate, funzionano senza problemi. Tieni presente, tuttavia, che il tuo sistema potrebbe reagire un po’ più lentamente, poiché i componenti devono prima essere “svegliati” dalla modalità di risparmio energetico.

Controlla la modalità della CPU

Puoi usare questo comando per scoprire in quale modalità sta lavorando la tua CPU:

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

Ogni core della CPU è elencato singolarmente. Per impostazione predefinita, la modalità è impostata su “performance”. Se vuoi vedere la frequenza attuale dei core della CPU, inserisci :

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

Passare la CPU alla modalità di risparmio energetico

Per rendere la CPU più efficiente e ridurre la frequenza di clock, puoi impostare “scaling_governor” su “powersave”:

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

Questo abbassa la frequenza dei core della CPU e ti aiuta a risparmiare energia con Proxmox. Tuttavia, questo valore viene ripristinato al valore predefinito dopo un riavvio o un aggiornamento.

Salva le impostazioni in modo permanente

Per mantenere attiva la modalità di risparmio energetico dopo un riavvio, puoi inserire il comando nel crontab:

Apri Crontab con :

 crontab -e

Se ti viene chiesto quale editor desideri utilizzare, seleziona “nano”. Premi “1” sulla tastiera. Aggiungi la seguente riga in fondo al file crontab:

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

Salva il file con CTRL+X e conferma le modifiche con “Y” per Sì.

Controlla le impostazioni

Dopo un riavvio, puoi usare i comandi sopra indicati per assicurarti che i core della CPU funzionino in modalità di risparmio energetico. Ad esempio, mostra:

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

se tutti i core sono impostati su “powersave”.

Grazie a queste regolazioni, puoi ridurre la frequenza di clock della CPU e risparmiare energia con Proxmox. Anche se il sistema reagisce un po’ più lentamente, potrai beneficiare di un consumo energetico inferiore: l’ideale per gli ambienti in cui l’efficienza è fondamentale.

Proxmox offre numerose opzioni per ridurre il consumo energetico della tua infrastruttura e lavorare in modo più efficiente. Utilizzando hardware moderno e a risparmio energetico, impostazioni ottimizzate del BIOS come l’ASPM (Active State Power Management) e disattivando i dispositivi non necessari, puoi già ottenere risparmi significativi. Inoltre, il consumo energetico può essere ulteriormente ridotto con il giusto regolatore di potenza della CPU. Con il trucco del GPU passthrough, puoi persino aumentare l’efficienza energetica delle GPU utilizzando attivamente gli stati energetici.

Perché risparmiare energia elettrica con Proxmox ha senso

Risparmiare energia elettrica non solo ripaga finanziariamente grazie alla riduzione dei costi energetici, ma protegge anche l’ambiente. Soprattutto in tempi di aumento dei prezzi dell’elettricità e di crescente consapevolezza ambientale, un’infrastruttura IT efficiente dal punto di vista energetico rappresenta un vantaggio decisivo. Con le giuste impostazioni, puoi ridurre i costi operativi e allo stesso tempo dare un contributo alla sostenibilità, senza rinunciare ai vantaggi di Proxmox.

Grazie a questi accorgimenti, potrai risparmiare l’elettricità di Proxmox e creare una soluzione IT efficiente e rispettosa dell’ambiente.