In zijn proefschrift aan de Universiteit van Umeå, Jakub Krzywda heeft modellen en algoritmen ontwikkeld om de afwegingen tussen het stroomverbruik van cloudinfrastructuren en de prestaties van gehoste applicaties te beheersen om een ​​veilige en efficiënte werking mogelijk te maken met een beperkt stroombudget.

Cloud computing-infrastructuur, waarmee de meeste internetdiensten zoals Google, Facebook en Amazon in gebruik, enorme hoeveelheden energie verbruiken, en zo de klimaatverandering verergeren.

interessant, onder bepaalde specifieke voorwaarden, een datacenter verschilt in principe niet veel van een huis met een oude elektrische installatie. De meeste mensen kunnen zich waarschijnlijk een geval herinneren waarin het inschakelen van te veel apparaten tegelijkertijd een stroomonderbreker activeerde. Dat komt omdat de elektrische installatie niet bedoeld was om zo'n hoge stroomstoot op te vangen.

In moderne datacenters de stroomvoorzieningsinfrastructuur, die alle servers van stroom voorziet, vaak met opzet onderbezet. In dit geval, het kan de stroomstoot van alle servers die op volle snelheid draaien niet aan. Op het eerste gezicht, het klinkt als een slechte planning, maar in de praktijk het komt bijna nooit voor dat de rekenkracht van alle servers tegelijk nodig is. Aangezien de kosten van de stroomvoorzieningsinfrastructuur evenredig zijn met het piekvermogen dat het kan ondersteunen, door er een limiet op te zetten, kunnen de datacenterbeheerders geld besparen dat anders zou worden uitgegeven aan infrastructuur die bijna nooit nodig is.

Echter, "bijna nooit" is niet genoeg in de cloudindustrie. Veel cloudproviders beloven hun klanten dat de infrastructuur 99,99 procent van de tijd beschikbaar zal zijn - er is slechts 52 minuten downtime per jaar.

En dit is waar de bijdragen van dit proefschrift van pas komen:wat is de beste manier om datacenteractiviteiten aan te pakken als er niet genoeg stroom beschikbaar is om alle applicaties op volle snelheid te laten draaien? Mochten operators minder belangrijke applicaties volledig afsluiten, of ze allemaal dwingen te vertragen? Zijn sommige soorten toepassingen betere kandidaten voor een elegante prestatievermindering? Welke acties moeten worden ondernomen om ervoor te zorgen dat het stroomverbruik wordt verminderd, maar dat toepassingen toch bruikbare resultaten opleveren? Welke technieken worden gebruikt om dat af te dwingen?

"Om bovenstaande vragen te beantwoorden, in dit proefschrift, Ik heb modellen ontwikkeld om relaties tussen stroomverbruik en applicatieprestaties vast te leggen, en stelde een set power budgeting controllers voor die optreden bij de applicatie, server, en volledige datacenterniveaus om prestatievermindering te minimaliseren en tegelijkertijd stroomlimieten te handhaven, " zegt Jakub Krzywda.

De bevindingen in het proefschrift hebben praktische toepassingen, bijvoorbeeld, een reeks aanbevelingen voor het gebruik van softwaretechnieken die beschikbaar zijn in moderne servers waarmee datacenterbeheerders hun infrastructuur met minder stroom kunnen laten werken en er toch voor kunnen zorgen dat hun klanten tevreden zijn met de prestaties van applicaties.

De resultaten en analyse die in dit proefschrift worden gepresenteerd, kunnen door datacenterbeheerders worden gebruikt om de energie-efficiëntie van servers te verbeteren en de algehele operationele kosten te verlagen, terwijl de prestatievermindering wordt geminimaliseerd. Alle software die tijdens dit werk is geproduceerd, inclusief broncodes van modellen, controleurs, en simulatoren, is open source en online beschikbaar gemaakt om de implementatie ervan in zowel onderzoeks- als industriële datacenters te vergemakkelijken.