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研究者研究云基础设施的功耗

科技 2020-04-07 11:17:01

在Umea大学的博士论文中,Jakub Krzywda开发了模型和算法来控制云基础设施的功耗和托管应用程序的性能之间的权衡,以便在有限的电力预算下安全高效地运行。

云计算基础设施使谷歌、Face book和亚马逊等大多数互联网服务保持运行,消耗了大量能源,从而加剧了气候变化。

有趣的是,在某些特定的条件下,数据中心原则上与旧电器安装的房子没有太大的不同。 大多数人可能会回忆起一个案件时,打开太多的电器同时跳闸断路器。 这是因为电气装置不是为了维持如此大的功率浪涌。

在现代数据中心,为所有服务器提供电力的电力输送基础设施往往是故意提供不足的。 在这种情况下,它无法维持所有服务器以全速运行的功率激增。 乍一看,这听起来是糟糕的规划,但在实践中,几乎从来没有发生过一次所有服务器的计算能力都是需要的。 由于电力传输基础设施的成本与其所能维持的峰值功率成正比,因此对其施加上限有助于数据中心运营商节省资金,否则将用于几乎永远不需要的基础设施。

然而,“几乎从来没有”在云行业是不够的。 许多云提供商向客户承诺,基础设施将有99.99%的时间可用-它每年只允许52分钟的停机时间。

这就是本文的贡献所在:当没有足够的电力来全速运行所有应用程序时,处理数据中心操作的最佳方法是什么? 操作人员应该完全关闭不太重要的应用程序,还是强制所有应用程序放慢速度? 某些类型的应用程序是否更适合于优雅的性能退化? 应该采取哪些行动来确保减少功耗,但应用程序仍然产生有用的结果? 应使用哪些技术来执行这一点?

Jakub Krzywda说:“为了回答上述问题,在本文中,我开发了一套模型来捕捉功耗与应用程序性能之间的关系,并提出了一套功率预算控制器,该控制器在应用程序、服务器和整个数据中心级别上工作,以尽量减少性能退化,同时执行功率限制。

论文中包含的研究结果具有实际应用,例如,一组关于使用现代服务器中可用的软件技术的建议,这些技术可以允许数据中心操作员使用较少的功率运行他们的基础设施,同时仍然确保他们的客户对应用程序的性能满意..

本文提出的结果和分析可用于数据中心运营商提高服务器的功率效率,降低总体运行成本,同时最小化性能退化。 在这项工作中生产的所有软件,包括模型、控制器和模拟器的源代码,都是开源的,并在线提供,以方便其在研究和工业数据中心的部署。

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