Jaki algorytm mógłby zaoszczędzić firmom internetowym miliardy dolarów?

Dec 21 2009
Wszyscy wiedzą, że oszczędzanie energii elektrycznej to także oszczędność pieniędzy. Ale co zrobić, jeśli pracujesz w dużej firmie z wieloma centrami danych, które muszą pozostać online? Jak się okazuje, istnieje formuła, która może ci w tym pomóc.
Algorytmy komputerowe to szereg instrukcji – czy można zaoszczędzić firmom internetowym miliardy dolarów? Zobacz więcej zdjęć połączenia internetowego.

Duże firmy internetowe ponoszą duże koszty. Mają takie same wydatki, jakie mają inne firmy – powierzchnia biurowa, płace i świadczenia to tylko kilka przykładów. Ale mają też koszt, którego nie ma większość innych firm: centra danych.

Centra danych to miejsca, w których firmy internetowe przechowują swoje serwery komputerowe . W zależności od firmy jedno centrum danych może pomieścić setki, a nawet tysiące serwerów ułożonych w szafach. Duże firmy, takie jak Google, mają kilka centrów danych w różnych regionach geograficznych. Serwery w tych centrach są sercem firm internetowych. Dostarczają klientom informacje i usługi.

Centra danych też są drogie. Firmy muszą kupować lub wynajmować przestrzeń na serwery, a same maszyny oczywiście kosztują. Ale to, co naprawdę obciąża portfel korporacyjny, to rachunki za energię. Większość centrów danych zużywa dużo energii.

Nie tylko serwery zużywają energię. Serwery generują ciepło podczas pracy, a jeśli są zbyt gorące, wyłączają się. Dlatego centra danych często mają rozbudowane systemy chłodzenia, aby wszystko działało płynnie. Jednak większość systemów chłodzenia wymaga również zasilania, a więc przyczynia się do ogólnego rachunku za energię.

Dokładna ilość energii zużywanej przez centra danych jest przedmiotem debaty. W 2006 roku Agencja Ochrony Środowiska (EPA) oszacowała, że ​​centra danych odpowiadały za 1,5 procent całego zużycia energii elektrycznej w Stanach Zjednoczonych. To około 4,5 miliarda dolarów kosztów energii [źródło: EPA ]. To duży rachunek za prąd!

Wraz ze wzrostem popytu firmy muszą zwiększać pojemność centrów danych. Oznacza to, że w przyszłości koszt energii elektrycznej może stać się jeszcze większym problemem. Jednak zespół ekspertów z MIT, Carnegie Mellon University i dewelopera aplikacji internetowych Akamai uważa, że ​​mógł znaleźć rozwiązanie w postaci algorytmu.

Elektryczne trzy karty Monte

Wykorzystując algorytm, globalne firmy mogą w mgnieniu oka przesunąć zużycie energii elektrycznej do najtańszych regionów.

Jak obniżyłbyś swój rachunek za energię elektryczną ? Możesz spróbować wyłączyć urządzenia elektryczne, gdy ich nie używasz. Możesz zastąpić energochłonne urządzenia bardziej wydajnymi wersjami. Ale ostatecznie rachunek za energię będzie w dużej mierze zależał od ceny energii elektrycznej.

Ceny energii elektrycznej zmieniają się w czasie. W niektórych regionach cena zmienia się z godziny na godzinę. W tym miejscu duże firmy internetowe mogą zaoszczędzić miliony dolarów.

Firmy te często mają wiele centrów danych w różnych regionach geograficznych. Niektóre mają centra danych na całym świecie. Ceny energii elektrycznej różnią się znacznie w różnych regionach w ciągu dnia. Gdyby firma internetowa mogła przenosić operacje z jednego centrum danych do drugiego, mogłaby skorzystać z niższych cen energii. Mogłoby to zaoszczędzić firmie miliony dolarów. Grupa ekspertów oszacowała, że ​​istniejące systemy mogą obniżyć koszty energii o co najmniej 2 proc. Naprawdę elastyczna firma może osiągnąć oszczędności w przedziale od 35 do 45 procent [źródło: Qureshi, et al. ].

Aby tak się stało, firma musi posiadać kilka centrów danych. Musi również ćwiczyć redundancję — wtedy upewniasz się, że masz wiele kopii systemu, aby w przypadku awarii jednego można było przełączyć się na inny bez przerw w działaniu. Musiałaby również istnieć znaczna różnica między energią zużywaną przez system podczas pracy pod pełnym obciążeniem a energią w stanie bezczynności. Jeśli centrum danych zużywa tyle samo energii w stanie bezczynności, co przy pełnej wydajności, nie ma sensu przełączać się między systemami.

Eksperci stworzyli algorytm, który może identyfikować najtańsze ceny energii na liście regionów i kierować ruch do najbardziej przystępnych cenowo centrów danych. Rzeczywiste zużycie energii by się nie zmieniło – to nie jest ekologiczna inicjatywa. Eksperci przyjrzeli się tylko kosztom finansowym. Ale firmy mogą połączyć ten algorytm ze strategiami bardziej wydajnych centrów danych.

Aby skorzystać z tego algorytmu, firmy internetowe będą musiały upewnić się, że mogą przenosić operacje z jednego centrum do drugiego bez wpływu na usługę. Może to wymagać od firm zużywania większej ilości energii niż zwykle. Być może będą musieli zbudować centra danych, aby zapewnić nadmiarowość. Przełączanie może oznaczać zwiększenie fizycznej odległości między klientami a serwerami, co może wpłynąć na wydajność. Firmy będą musiały zrównoważyć oszczędności, jakie mogą poczynić w kosztach energii, z ich wpływem na klientów.

Efektywne wykorzystanie algorytmu będzie wymagało dużo pracy na zapleczu tych systemów. Ale ta praca może przynieść ogromne korzyści. Eksperci oszacowali, że rachunki Google za energię elektryczną w centrach danych wynoszą ponad 38 milionów dolarów rocznie. Zmniejszenie tego kosztu tylko o 3% przyniosłoby oszczędności w wysokości ponad 1 miliona dolarów rocznie. To może wystarczyć, aby uzasadnić wysiłek.

Dowiedz się więcej o algorytmach i firmach internetowych, korzystając z linków na następnej stronie.

 

Dużo więcej informacji

Powiązane artykuły

  • Co to jest „algorytm komputerowy”?
  • Jak działają algorytmy routingu
  • Dlaczego algorytm Google jest tak ważny?
  • Jak działa elektryczność
  • Fakt czy fikcja: Internet

Więcej świetnych linków

  • Artykuły NMS autorstwa Asfandyara Qureshi

Źródła

  • Agencja Ochrony Środowiska. „Raport EPA dla Kongresu na temat efektywności energetycznej serwerów i centrów danych”. 2 sierpnia 2007 r. (9 grudnia 2009 r.) http://www.energystar.gov/ia/partners/prod_development/downloads/ EPA_Report_Exec_Summary_Final.pdf
  • Rycerz, Will. „Routing internetowy z uwzględnieniem zużycia energii”. Przegląd technologii. 17 sierpnia 2009. (9 grudnia 2009) http://www.technologyreview.com/business/23248/?a=f
  • Qureshi, Asfandyar i in. „Obcinanie rachunków za energię elektryczną dla systemów w skali internetowej”. MIT. 17 sierpnia 2009. (9 grudnia 2009) http://nms.lcs.mit.edu/papers/sigcomm372-aqureshi.pdf
  • Tylny, Małgorzata. „Routing internetowy z uwzględnieniem zużycia energii już wkrótce”. CNET. 18 sierpnia 2009 r. (9 grudnia 2009 r.) http://news.cnet.com/8301-11128_3-10312408-54.html