Nella sua tesi di dottorato all'Università di Umeå, Jakub Krzywda ha sviluppato modelli e algoritmi per controllare i compromessi tra il consumo energetico delle infrastrutture cloud e le prestazioni delle applicazioni ospitate per consentire un funzionamento sicuro ed efficiente con un budget energetico limitato.

Infrastruttura di cloud computing, che mantiene la maggior parte dei servizi Internet come Google, Facebook e Amazon attivi e funzionanti, consumare enormi quantità di energia, e quindi aggravare il cambiamento climatico.

interessante, in determinate condizioni, un data center in linea di principio non è molto diverso da una casa con un vecchio impianto elettrico. La maggior parte delle persone può probabilmente ricordare un caso in cui l'accensione di troppi apparecchi contemporaneamente ha fatto scattare un interruttore automatico. Ciò accade perché l'impianto elettrico non è stato concepito per sostenere picchi di potenza così elevati.

Nei moderni data center, l'infrastruttura di alimentazione, che fornisce elettricità a tutti i server, è spesso sottofornito di proposito. In questo caso, non è in grado di sostenere l'aumento di potenza di tutti i server che funzionano a piena velocità. A prima vista, sembra una cattiva pianificazione, ma in pratica non accade quasi mai che sia necessaria la potenza di calcolo di tutti i server contemporaneamente. Poiché il costo dell'infrastruttura di fornitura di energia è proporzionale alla potenza di picco che può sostenere, mettere un limite su di esso aiuta gli operatori dei data center a risparmiare denaro che altrimenti verrebbe speso in infrastrutture che non sono quasi mai necessarie.

Però, "quasi mai" non è abbastanza nel settore del cloud. Molti provider di servizi cloud promettono ai propri clienti che l'infrastruttura sarà disponibile il 99,99% del tempo, consentendo solo 52 minuti di inattività all'anno.

Ed è qui che entrano in gioco i contributi di questa tesi:qual è il modo migliore per gestire le operazioni del data center quando non c'è abbastanza potenza disponibile per eseguire tutte le applicazioni alla massima velocità? Se gli operatori dovessero chiudere completamente le applicazioni meno importanti, o costringerli tutti a rallentare? Alcuni tipi di applicazioni sono candidati migliori per un discreto degrado delle prestazioni? Quali azioni dovrebbero essere intraprese per garantire che il consumo di energia sia ridotto ma le applicazioni producano comunque risultati utili? Quali tecniche devono essere utilizzate per farlo rispettare?

"Per rispondere alle domande di cui sopra, in questa tesi, Ho sviluppato modelli per catturare le relazioni tra consumo energetico e prestazioni delle applicazioni, e ha proposto una serie di controller per il budget di potenza che agiscono sull'applicazione, server, e interi livelli di data center per ridurre al minimo il degrado delle prestazioni applicando i limiti di potenza, " dice Jakub Krzywda.

I risultati inclusi nella tesi hanno applicazioni pratiche, Per esempio, una serie di raccomandazioni per l'utilizzo di tecniche software disponibili nei server moderni che possono consentire agli operatori di data center di eseguire le proprie infrastrutture utilizzando meno energia, garantendo comunque che i propri clienti siano soddisfatti delle prestazioni delle applicazioni.

I risultati e l'analisi presentati in questa tesi possono essere utilizzati dagli operatori dei data center per migliorare l'efficienza energetica dei server e ridurre i costi operativi complessivi, riducendo al minimo il degrado delle prestazioni. Tutto il software prodotto durante questo lavoro, compresi i codici sorgente dei modelli, controllori, e simulatori, è stato reso open-source e reso disponibile online per facilitarne l'implementazione sia nella ricerca che nei data center industriali.