SoSo CAD
Bilimsel makalePDF2021

Veri Merkezleri için Karbon Duyarlı Hesaplama

Özgün başlık Carbon-Aware Computing for Datacenters

IEEE Transactions on Power Systems (Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)) · Ana Radovanović, Ross Koningstein ve diğerleri

Google'ın filo çapında Karbon-Akıllı Hesaplama Yönetimi sistemi, 24 saat içinde tamamlanması gereken zamansal esnek toplu iş yüklerini şebeke karbon yoğunluğu ve tepe gücü düşük saatlere erteliyor.

Belgeyi okuİndir (PDF, 1,1 MB)Özgün kaynağa git

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Bu sayfada

Özet

Şebekedeki kilovatsaat başına CO2, günün saatine göre ve üretim türlerine bağlı olarak konuma göre büyük değişir; hiperölçekli bilişim bu değişimleri umursamadan çalışırsa gereğinden fazla karbon salar. Makale, zamansal esnek iş yüklerini erteleyerek elektrik tabanlı karbon ayak izini ve güç altyapısı maliyetlerini azaltan Google'ın sistemini tanıtıyor. Veri merkezleri tepe güce ve kaynak kullanımına göre planlandığından daha küçük tepeler ek kapasite ihtiyacını azaltıyor. Sistemin çekirdeği ertesi günün karbon yoğunluğu tahminlerini toplayan, gün öncesi talep tahmin modellerini eğiten analitik boru hatları.

Esnek iş yükleri (veri sıkıştırma, ML, simülasyon, video işleme) iş 24 saat içinde tamamlandığı sürece gecikmeye dayanıyor; kullanıcıya dönük hizmetler ve bulut VM'leri kaydırılmıyor. Gün öncesi karbon yoğunluğu ve esnek ile esnek olmayan hesaplama talebi tahminleri, her kümede esnek işler için kaynakları sınırlayan saatlik Sanal Kapasite Eğrileri (VCC) üreten riske duyarlı bir optimizasyonu besliyor. Küme gücü, CPU kullanımından parçalı doğrusal güç modelleriyle tahmin ediliyor: güç ile CPU kullanımı parçalı doğrusal modeli güç alanlarının %95'inden fazlasında günlük MAPE'yi %5'in altında tutuyor. Google şebeke konumlarında gün öncesi karbon yoğunluğu tahmin MAPE'si 8-32 saatlik ufuklar için %0,4 ile %26 arasında.

İşletme verisi VCC'lerin yüksek karbonlu saatlerde esnek yükü azalttığını ve tepeleri düşürdüğünü gösteriyor: bir kümede VCC, tepe karbon yoğunluğu saatlerinde esnek yükü yaklaşık %50 azalttı ve bu saatlerde gücü %8 düşürdü. Başka bir kümede tahmin belirsizliği ortalama VCC'yi ortalama yük talebinin yaklaşık %33 üzerine itti, bu yüzden yaklaşık %8'lik güç azalması yalnızca 3 saat sürdü.

Sınırlar: faydalar tahmin belirsizliğine, esnek yük payına ve karbon yoğunluğu profiline bağlı; ortalama ve marjinal karbon farkı gibi ölçüm yöntemi seçimleri sonuçları etkiler. Bir şirketin kendi filosundaki ölçümler ve esneklik 24 saat penceresiyle sınırlı.

Öne çıkan noktalar

  1. Esnek iş yükleri (veri sıkıştırma, ML, simülasyon, video işleme) iş 24 saat içinde tamamlandığı sürece gecikmeye dayanıyor; kullanıcıya dönük hizmetler ve bulut VM'leri kaydırılmıyor.
  2. CPU kullanımına karşı güç parçalı doğrusal modeli, güç alanlarının %95'inden fazlasında günlük MAPE'yi %5'in altında tutuyor.
  3. Google şebeke konumlarında gün öncesi karbon yoğunluğu tahmin MAPE'si 8-32 saatlik ufuklar için %0,4 ile %26 arasında.
  4. Bir kümede VCC, tepe karbon yoğunluğu saatlerinde esnek yükü yaklaşık %50 azalttı; bu saatlerde gücü %8 düşürdü.
  5. Başka bir kümede tahmin belirsizliği ortalama VCC'yi ortalama yük talebinin yaklaşık %33 üzerine itti; bu yüzden yaklaşık %8'lik güç azalması yalnızca 3 saat sürdü.

Tasarımda kullanımı

  • Zamansal esnek iş yüklerini (24 saat içinde tamamlanabilen) karbon yoğunluğu düşük ve güç tepesi düşük saatlere kaydırmayı veri merkezi şebeke bağlantı müzakeresinde ve güç kapasitesi planlamada seçenek olarak değerlendirin.
  • Karbon duyarlı çizelgelemeyi gün öncesi karbon yoğunluğu (MAPE %0,4-26) ve talep tahmin belirsizliğiyle riske duyarlı tasarlayın; yüksek belirsizlik esnekliğin faydasını kısaltabilir.
  • Esnek yük payını ve kullanıcıya dönük hizmetlerin kaydırılmadığını sınır koşulu olarak tanımlayın.

Aylık bülten · ücretsiz

Referans listeniz güncel kalsın

Ayda bir: yeni eklenen kaynaklar, Türkiye mevzuatındaki değişiklikler ve yaklaşan veri merkezi etkinlikleri.

SoSo CAD

Tasarım kararlarının maliyetini karşılaştırın

SoSo CAD’de ekipman maliyetlerini, enerji giderlerini ve toplam sahip olma maliyetini (TCO) girdileriniz ve varsayımlarınızla değerlendirin.

Demo iste
SoSo CAD maliyet çalışma alanında CAPEX ve TCO tahminleri

Kimler okumalı

Karbon duyarlı iş yükü çizelgeleme ve veri merkezi güç tepe azaltma stratejileri geliştiren operatörler ve araştırmacılar.

Belgenin bölümleri

  1. I. Giriş
  2. II. Güç mimarisi
  3. III. Karbon ve maliyet duyarlı yük şekillendirme mekanizması
  4. IV. Güç modelleme
  5. V. Gün öncesi tahmin
  6. VI. Optimizasyon çerçevesi
  7. VII. Tartışma

Belgeyi okuyun

google-carbon-aware-computing-2021.pdf

PDF · 1,1 MB · İngilizce

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

İndir (PDF, 1,1 MB)Tarayıcıda aç

Belge, lisansı yeniden dağıtıma izin verdiği için özgün haliyle ve değiştirilmeden sunulmaktadır.

Yayın bilgileri

Yazarlar
Ana Radovanović; Ross Koningstein; Ian Schneider; Bokan Chen; Alexandre Duarte; Binz Roy; Diyue Xiao; Maya Haridasan; Patrick Hung; Nick Care; Saurav Talukdar; Eric Mullen; Kendal Smith; MariEllen Cottman; Walfredo Cirne
Yayıncı
IEEE Transactions on Power Systems (Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE))
Yıl
2021
Belge numarası
arXiv:2106.11750
Cilt
38
Sayı
2
Sayfalar
1270-1280
Belge dili
İngilizce
Kaynak türü
Bilimsel yayın
Erişim
Açık lisans — indirilebilir
Lisans
CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz
Lisans kanıtı
arxiv.org
Özgün lisans notu (İngilizce)

arXiv version licensed http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ (checked via arXiv OAI-PMH); the arXiv PDF is the redistributed file, the IEEE version is not

Künye

Ana Radovanović; Ross Koningstein; Ian Schneider; Bokan Chen; Alexandre Duarte; Binz Roy; Diyue Xiao; Maya Haridasan; Patrick Hung; Nick Care; Saurav Talukdar; Eric Mullen; Kendal Smith; MariEllen Cottman; Walfredo Cirne (2021). Carbon-Aware Computing for Datacenters. IEEE Transactions on Power Systems (Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)). arXiv:2106.11750. 38(2), 1270-1280. https://doi.org/10.1109/TPWRS.2022.3173250

EnerjiSürdürülebilirlikİşletme

Konuyla ilgili etkinlikler

Etkinlik takvimini inceleyin

İçerik ve tüm hakları eser sahiplerine aittir. SoSo CAD yalnızca künye, kendi hazırladığı özet ve kaynağa bağlantı sunar; kaynakların içeriğinden sorumlu değildir.