研究人員研究云基礎(chǔ)設(shè)施的功耗

在Umeå大學(xué)的博士論文中，Jakub Krzywda開發(fā)了模型和算法來(lái)控制云基礎(chǔ)架構(gòu)的功耗與托管應(yīng)用程序的性能之間的權(quán)衡，以便在有限的功率預(yù)算下實(shí)現(xiàn)安全，高效的運(yùn)行。

云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施使谷歌，F(xiàn)acebook和亞馬遜等大部分互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)保持運(yùn)轉(zhuǎn)，消耗大量能源，從而加劇了氣候變化。

有趣的是，在某些特定條件下，數(shù)據(jù)中心原則上與具有舊電氣裝置的房屋沒有太大差別。大多數(shù)人可能會(huì)在打開太多電器同時(shí)絆倒斷路器時(shí)召回一個(gè)案例。之所以發(fā)生這種情況，是因?yàn)殡姎獍惭b不是為了維持這種高功率浪涌。

在現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心中，為所有服務(wù)器供電的電力傳輸基礎(chǔ)設(shè)施通常是故意提供的。在這種情況下，它無(wú)法維持所有以全速運(yùn)行的服務(wù)器的電涌。乍一看，這聽起來(lái)像是糟糕的計(jì)劃，但在實(shí)踐中，幾乎不會(huì)發(fā)生所有服務(wù)器的計(jì)算能力同時(shí)需要。由于電力傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的成本與其可以承受的峰值功率成正比，因此對(duì)其設(shè)置上限有助于數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商節(jié)省資金，否則將花費(fèi)在幾乎不需要的基礎(chǔ)設(shè)施上。

然而，“幾乎從未”在云行業(yè)中是不夠的。許多云提供商向他們的客戶承諾，基礎(chǔ)設(shè)施將在99.99%的時(shí)間內(nèi)可用 - 它每年只允許52分鐘的停機(jī)時(shí)間。

這就是本論文的貢獻(xiàn)所在：當(dāng)沒有足夠的電源可以全速運(yùn)行所有應(yīng)用程序時(shí)，處理數(shù)據(jù)中心操作的最佳方法是什么?運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該完全關(guān)閉不太重要的應(yīng)用程序，還是強(qiáng)制所有應(yīng)用程序減速?某些類型的應(yīng)用程序是否可以更好地適應(yīng)性能下降?應(yīng)采取哪些措施來(lái)確保降低功耗但應(yīng)用程序仍能產(chǎn)生有用的結(jié)果?應(yīng)該使用哪種技術(shù)來(lái)強(qiáng)制執(zhí)行?

“為了回答上述問(wèn)題，在本論文中，我開發(fā)了模型來(lái)捕捉功耗和應(yīng)用程序性能之間的關(guān)系，并提出了一套功能預(yù)算控制器，它們?cè)趹?yīng)用程序，服務(wù)器和整個(gè)數(shù)據(jù)中心級(jí)別起作用在強(qiáng)制執(zhí)行功率限制的同時(shí)將性能降低最小化，“Jakub Krzywda說(shuō)。

本文所包含的研究結(jié)果具有實(shí)際應(yīng)用，例如，一系列建議，用于使用現(xiàn)代服務(wù)器中可用的軟件技術(shù)，這些技術(shù)可以使數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商使用更少的功率運(yùn)行其基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)仍確保其客戶對(duì)其性能滿意。應(yīng)用。

本文提出的結(jié)果和分析可供數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商使用，以提高服務(wù)器的功效，降低總體運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)最大限度地降低性能下降。在這項(xiàng)工作中生成的所有軟件，包括模型，控制器和模擬器的源代碼，都是開源的，并在線提供，以便于在研究和工業(yè)數(shù)據(jù)中心部署。