Biraz Bekleyelim: Zamansal İş Yükü Kaydırma Buluttaki Karbon Emisyonlarını Nasıl Azaltabilir

Özet

22. Uluslararası Middleware Konferansı'nda (ACM) 2021'de yayımlanan bu makale, gecikmeye dayanıklı veri merkezi iş yüklerini şebekenin daha temiz olduğu zamanlara erteleyerek ne kadar karbon tasarrufu yapılabileceğini inceler. Çalışma, Almanya, Büyük Britanya, Fransa ve Kaliforniya için 2020 karbon yoğunluğu verisini kullanır. Yazarlar, kaydırılabilir iş yüklerini (toplu işler, zamanlanmış ve periyodik görevler, kesilebilir işler) tanımlar ve bölge başına günlük ve haftalık karbon yoğunluğu örüntülerini analiz eder. 2020 ortalama karbon yoğunluğu Almanya'da 311,4 gCO2/kWh (aralık 100,7-593,1), Büyük Britanya'da 211,9, Fransa'da 56,3 ve Kaliforniya'da 279,7 gCO2/kWh'tır.

Hafta sonu karbon yoğunluğu hafta içinden düşüktür: Almanya'da 243,7'ye karşı 328,7 gCO2/kWh (yüzde 25,9 daha düşük), Büyük Britanya'da yüzde 20,7, Fransa'da yüzde 22,2 ve Kaliforniya'da yüzde 6,2 daha düşüktür. Kaliforniya'da 2020'de günlerin yüzde 44'ünde, gün doğumu öncesi düşüş nedeniyle saat 06:00'ya planlanan iş yüklerinin karbon yoğunluğu kaydırmayla 80 gCO2/kWh'ten fazla azaltılabilmiştir. İki kaydırma senaryosunun simülasyonları, zaman kısıtlarının, zamanlama stratejisinin ve tahmin doğruluğunun etkisini sınar.

Tasarruf bölgesel şebeke karışımına güçlü biçimde bağlıdır; en büyük kazanç son tarihlerin gevşetilmesinden ve kesilebilirlikten gelir, hafta sonuna kaydırma çoğu bölgede caziptir. Gecikmeye dayanıklı iş yüklerini hafta sonuna kaydırmak çoğu bölgede yüzde 20'den fazla emisyon tasarrufu sağlayabilir; sonucu bir sonraki iş gününe kadar gerekmeyen iş yüklerini kaydırmak bile tüm bölgelerde yüzde 5'in üzerinde azaltım sağlar. Makalede aktarılan çalışmalara göre büyük kümelerdeki işlemenin yüzde 60'ı toplu işlerdir ve bunların yüzde 40'ından fazlası günlük çalışır.

Öne çıkan noktalar

1. 2020 ortalama karbon yoğunluğu: Almanya 311,4 gCO2/kWh (aralık 100,7-593,1), Büyük Britanya 211,9, Fransa 56,3, Kaliforniya 279,7.
2. Hafta sonu karbon yoğunluğu daha düşük: Almanya 243,7 ve 328,7 gCO2/kWh (yüzde 25,9 daha düşük), Büyük Britanya yüzde 20,7, Fransa yüzde 22,2, Kaliforniya yüzde 6,2.
3. Kaliforniya'da 2020'de günlerin yüzde 44'ünde saat 06:00 iş yüklerinin karbon yoğunluğu kaydırmayla 80 gCO2/kWh'ten fazla azaltılabildi.
4. Gecikmeye dayanıklı iş yüklerini hafta sonuna kaydırmak çoğu bölgede yüzde 20'den fazla emisyon tasarrufu sağlayabilir.
5. Sonucu bir sonraki iş gününe kadar gerekmeyen iş yüklerini kaydırmak tüm bölgelerde yüzde 5'in üzerinde azaltım sağlar.
6. Büyük kümelerde işlemenin yüzde 60'ı toplu işlerdir; bunların yüzde 40'ından fazlası günlük çalışır.
7. En büyük kazançlar son tarihleri gevşetmekten ve kesilebilirlikten gelir; tasarruf bölgesel şebeke karışımına güçlü biçimde bağlıdır.

Tasarımda kullanımı

• Karbon ve sürdürülebilirlik raporlamasında yıllık ortalama yerine bölge başına saatlik şebeke karbon yoğunluğu profilleri kullanın.
• Kaydırma tasarrufunu tahmin etmek için 'gecikmeye dayanıklı pay' ve 'son tarih' girdileri sunun.
• Faydanın şebeke karışımına güçlü biçimde bağlı olduğunu gösterin: Almanya gibi rüzgâr/güneş şebekelerinde yüksek, Fransa gibi nükleer/hidro şebekelerinde düşük.
• Saha seçimi ve zamanlama varsayımlarını birlikte değerlendirin.

Kimler okumalı

Karbon farkında iş yükü yönetimi ve sürdürülebilirlik raporlaması yapan veri merkezi ve bulut mühendisleri.

Yayın bilgileri

Yazarlar

Philipp Wiesner; Ilja Behnke; Dominik Scheinert; Kordian Gontarska; Lauritz Thamsen

Yayıncı

Proceedings of the 22nd International Middleware Conference (ACM)

Yıl

2021

Belge numarası

arXiv:2110.13234

Sayfalar

260-272

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Ücretsiz okunur

DOI

10.1145/3464298.3493399

Lisans

arXiv dağıtım izni — yeniden kullanım koşulları hak sahibine bağlıdır

Künye