Новые алгоритмы улучшат работу центров обработки данных

Новые алгоритмы обеспечат перераспределение задач между сетевыми центрами обработки данных для оптимизации энергоэффективности и уменьшат выбросы углекислого газа.

Вычислительное облако нематериально для пользователей, но оно имеет определенную физическую форму и соответствующий углеродный след. Центры обработки данных Facebook, например, выбросили в атмосферу 298 000 кубических тонн углекислого газа в 2012 году, что эквивалентно примерно 55 000 автомобилям на дороге. Ученные в сфере компьютерных    технологий    Тринити-колледжа    (Дублин)    и исследовательского центра IBM показали, что есть способы по сокращению выбросов от облачных вычислений, хотя их план, скорее всего, вызовет некоторые ограничения по скорости и увеличение расходов. Развивая группу алгоритмов, именуемую Stratus, команда смогла смоделировать всемирную сеть функционирующих центров обработки данных и предсказать, как лучше их использовать для сокращения выбросов углекислого газа, и в то же время получать необходимую мощность вычислений и передачи данных.

"Общей целью работы было увидеть нагрузку на разные части земного шара, и распределить трафик между центрами обработки данных для достижения таких целей, как свести к минимуму выбросы углекислого газа или снизить затраты на электроэнергию." - сказал Донал О'Махони, профессор в сфере компьютерных наук Троицкого университета.

Для тестирования алгоритмов, ученые смоделировали сценарий, вдохновленный Amazon's Elastic Compute Cloud (EC2) – центр обработки данных, в настройках которого включены три ключевых параметра. Выброс углекислого газа, стоимость электроэнергии и время, необходимое для вычисления и передачи данных в сети. Amazon EC2 имеет центры обработки данных в Ирландии и американских штатах Вирджиния и Калифорния. Центр обрабатывает запросы из 34 источников, расположенных в разных частях Европы, Канады и Соединенных Штатов.

Используя вышеперечисленные критерии, ученые и разработали алгоритм Stratus для оптимизации работы сети по любой из трех переменных. Благодаря этому они смогли сократить выбросы в EC2 на 21 процент, благодаря балансировке вычислительных нагрузок. Ключ к снижению показателей, ученые обнаружили, был в маршрутизации запросов к ирландскому центру обработки данных, то есть “нагрузить” его больше чем ЦОД в Калифорнии или Вирджинии. В результате работы алгоритмов Stratus, настроенных на уменьшение выброса углекислого газа, ученые получили многообещающие результаты, но среднее время, необходимое для запроса и ответа от центров обработки данных, увеличился на 38 миллисекунд.

Кристофер Стюарт, которая исследует устойчивость облачных вычислений в университете штата Огайо, говорит, что, хотя современные методы работы добились значительного прогресса на пути к моделированию эффективной балансировки нагрузки, хранение данных является еще одним важным фактором для рассмотрения. Для того, чтобы обрабатывать запросы, вы должны иметь данные, хранящиеся по адресу обращения, говорит она. " Количество данных быстро растет, емкость - является серьезной проблемой в настоящее время, недостаточная емкость данных может ограничить гибкость в плане возможности маршрутизации запросов из одного центра данных в другой".

Исследователи надеются, что чем больше работать над балансировкой нагрузки и оптимизации в области облачных вычислений, тем больше будет появляться экологически сознательных компаний. " Такие компании, как Twitter может использовать множество вариантов распределения своего трафика по всему миру" - говорит О'Махони." Если они решат, что защита окружающей среды будет одной из главных задач, компания может произвести грамотную балансировку нагрузки. Но, если решат сводить свои затраты к минимуму, не о какой грамотной балансировке не может быть и речи. Или они могли бы сделать что-нибудь посередине ".