不斷增長(zhǎng)的云服務(wù)、大數(shù)據(jù)分析、電子商務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)流量使數(shù)據(jù)中心的能源消耗增長(zhǎng)得越來越快,因此高能效性(Energy Efficiency)成為設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心的首要目標(biāo)之一。目前主要使用每瓦特性能(Performance per Watt)來表征服務(wù)器的能效性。但是,由于服務(wù)器在不同資源利用率級(jí)別時(shí)其能效性不同,能量等比性計(jì)算(Energy Proportional Computing)逐漸成為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)。對(duì)一臺(tái)理想的能量等比性服務(wù)器(能量等比性值為1.0),服務(wù)器的功耗應(yīng)與其硬件資源利用率等比例變化。例如,如果服務(wù)器在100%利用率時(shí)的功耗為100瓦,則其在30%利用率時(shí)的功耗應(yīng)為30瓦,而在服務(wù)器空閑時(shí)其功耗應(yīng)近似為0瓦。目前的功耗感知調(diào)度方法,主要是通過調(diào)度或遷移方式將單臺(tái)服務(wù)器盡可能多的運(yùn)行任務(wù)負(fù)載,將其它服務(wù)器處于空閑狀態(tài)以進(jìn)行休眠或關(guān)閉。在大規(guī)模異構(gòu)數(shù)據(jù)中心中,這類方法不僅忽視了單個(gè)不同服務(wù)器的能量等比性特征,也造成了數(shù)據(jù)中心整體能效性的降低。對(duì)大型數(shù)據(jù)中心運(yùn)維來說,充分理解服務(wù)器的能量等比性特征,在不干擾上層任務(wù)的情況下,根據(jù)不同服務(wù)器的能量等比性特點(diǎn),尤其是其功...

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀
        1.1.1 數(shù)據(jù)中心能耗及其特征
        1.1.2 服務(wù)器能效性
        1.1.3 服務(wù)器能量等比性
    1.2 能耗管理與優(yōu)化相關(guān)工作
        1.2.1 系統(tǒng)級(jí)能耗管理與優(yōu)化
        1.2.2 應(yīng)用級(jí)能耗管理與優(yōu)化
        1.2.3 應(yīng)用級(jí)與系統(tǒng)級(jí)結(jié)合的能耗管理與優(yōu)化
    1.3 本文主要工作
    1.4 相關(guān)術(shù)語
    1.5 本文結(jié)構(gòu)
2 體系結(jié)構(gòu)視角下的服務(wù)器能量等比性演化
    2.1 SPECpower基準(zhǔn)測(cè)試工具
    2.2 能量等比性的發(fā)展趨勢(shì)
        2.2.1 能量等比性演變
        2.2.2 能量等比性進(jìn)步出現(xiàn)停滯
        2.2.3 能量等比性和能效性發(fā)展
    2.3 影響能量等比性的關(guān)鍵因素
        2.3.1 空閑時(shí)功率對(duì)能量等比性的影響
        2.3.2 規(guī)模對(duì)能量等比性的影響
    2.4 峰值能效性的變化及其對(duì)能量等比性的影響
        2.4.1 峰值能效性利用率轉(zhuǎn)移
        2.4.2 PEEP度量方法
        2.4.3 能量等比性與能效性演變的不同步
    2.5 本章小結(jié)
3 服務(wù)器能效性重構(gòu)
    3.1 面向能效的軟件定義體系結(jié)構(gòu)
    3.2 服務(wù)器能效重構(gòu)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        3.2.2 能效性與硬件相關(guān)性
        3.2.3 能效性與CPU頻率相關(guān)性
        3.2.4 最佳工作區(qū)間
    3.3 大內(nèi)存節(jié)點(diǎn)的能效優(yōu)化
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及負(fù)載
        3.3.2 STREAM的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.3 內(nèi)存利用率對(duì)能效性的影響
        3.3.4 內(nèi)存密集型應(yīng)用能效性的發(fā)現(xiàn)
    3.4 本章小結(jié)
4 能效可感知的數(shù)據(jù)中心在線-離線混合任務(wù)調(diào)度
    4.1 能效性可感知任務(wù)調(diào)度的必要性
    4.2 能效性可感知的數(shù)據(jù)中心在線-離線混合任務(wù)調(diào)度
        4.2.1 算法描述
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及負(fù)載
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.3 基于真實(shí)服務(wù)器的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心能效模擬
        4.3.1 數(shù)據(jù)中心能效模擬器eScope設(shè)計(jì)
        4.3.2 算法描述
        4.3.3 數(shù)據(jù)中心能效模擬
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
詳細(xì)摘要??



本文編號(hào)：3842112