面向延迟敏感型应用的数据中心功率利用率提升方法

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数据中心已成为全球信息化建设的基础支持设施。功率供应是建造数据中心的最大限制之一,是数据中心昂贵的资源。然而部署了大量延迟敏感型应用的数据中心功率利用率低下问题一直困扰着其管理者。由于延迟敏感型应用对性能要求较高,数据中心管理者不得不为该类应用预留大量功率以满足其性能要求,这也成为数据中心功率利用率低下的主要原因之一。降低应用的功率预留量可以有效提升功率利用率,然而预留功率不足可能会带来不可接受的应用性能损失。  针对以上问题,提出了面向延迟敏感型应用的数据中心功率利用率提升方法,解决了两个问题,1)在必须满足应用性能要求的情况下,为服务器预留多少功率最为合理?2)在数据中心额定功率限制下,如何将服务器部署其中,可以有效提高数据中心功率利用率?针对问题1中预留功率不足时可能造成的性能损失,提出一种定量衡量性能损失的方法—细粒度微分方法,该方法基于微分任务量不变的原理,可细粒度精确评估给定预留功率阈值后可能的性能损失,能够在给定的性能要求限制下,得到最合适的预留功率。针对问题2,采用“装箱问题”的形式,将各台服务器按照最合适的预留功率部署在数据中心中,能够在给定的额定功率限制下,保证数据中心的功率峰值控制并有效提升数据中心服务器部署密度和功率利用率。  对真实数据中心中25000多台服务器的历史数据验证结果表明,所提细粒度微分方法在评估应用的性能损失上准确度很高,误差仅为5%。同时,与常用数据中心服务器部署方法对比,所提方法在给定性能要求下,可将服务器部署密度提高12.6%,功率利用率增至1.12倍。
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