Forskeren studerer strømforbrug i skyinfrastrukturer

I sin doktorafhandling ved Umeå Universitet, Jakub Krzywda har udviklet modeller og algoritmer til at kontrollere afvejninger mellem strømforbruget i cloudinfrastrukturer og ydelsen af ​​hostede applikationer for at muliggøre sikker og effektiv drift under et begrænset strømbudget.

Cloud computing infrastruktur, som beholder størstedelen af ​​internettjenester såsom Google, Facebook og Amazon i gang, forbruge enorme mængder energi, og dermed forværre klimaforandringerne.

Interessant nok, under nogle særlige betingelser, et datacenter er i princippet ikke meget anderledes end et hus med en gammel elektrisk installation. De fleste mennesker kan sikkert huske en sag, når der tændes for mange apparater, der samtidig udløser en afbryder. Det sker, fordi den elektriske installation ikke var beregnet til at opretholde en sådan høj effektbølge.

I moderne datacentre, strømleveringsinfrastrukturen, som forsyner alle servere med elektricitet, er ofte underprovisioneret med vilje. I dette tilfælde, det er ude af stand til at opretholde strømstigningen på alle servere, der kører med deres fulde hastighed. Ved første øjekast, det lyder som dårlig planlægning, men i praksis, det sker næsten aldrig, at alle serveres computerkraft er nødvendig på én gang. Da omkostningerne ved strømleveringsinfrastruktur er proportional med den maksimale effekt, den kan opretholde, at sætte et loft på det hjælper datacenteroperatørerne med at spare penge, som ellers ville blive brugt på infrastruktur, der næsten aldrig er nødvendig.

Imidlertid, "næsten aldrig" er ikke nok i skybranchen. Mange cloud -udbydere lover deres kunder, at infrastrukturen vil være tilgængelig 99,99 procent af tiden - det tillader kun 52 minutters nedetid om året.

Og det er her bidragene fra denne afhandling kommer ind:Hvad er den bedste måde at håndtere datacenteroperationer på, når der ikke er nok strøm til rådighed til at køre alle applikationer med deres fulde hastighed? Skulle operatører lukke mindre vigtige applikationer helt ned, eller tvinge dem alle til at bremse? Er nogle typer applikationer bedre kandidater til yndefuld ydelsesforringelse? Hvilke foranstaltninger skal der træffes for at sikre, at strømforbruget reduceres, men applikationer stadig giver nyttige resultater? Hvilke teknikker skal bruges til at håndhæve det?

"For at besvare ovennævnte spørgsmål, i denne afhandling, Jeg har udviklet modeller til at fange sammenhænge mellem strømforbrug og applikationsydelse, og foreslog et sæt strømbudgetteringscontrollere, der virker ved ansøgningen, server, og hele datacenterniveauer for at minimere ydelsesforringelse, samtidig med at effektgrænser håndhæves, "siger Jakub Krzywda.

Resultaterne i afhandlingen har praktiske anvendelser, for eksempel, et sæt anbefalinger til brug af softwareteknikker, der er tilgængelige på moderne servere, der kan give datacenteroperatører mulighed for at køre deres infrastrukturer med mindre strøm, mens de stadig sikrer, at deres kunder er tilfredse med applikationernes ydeevne.

Resultaterne og analysen præsenteret i denne afhandling kan bruges af datacenteroperatører til at forbedre servereeffektivitet og reducere de samlede driftsomkostninger og samtidig minimere ydelsesforringelse. Al den software, der blev produceret under dette arbejde, herunder kildekoder for modeller, controllere, og simulatorer, har været open-sourced og gjort tilgængelig online for at lette implementeringen i både forsknings- og industrielle datacentre.