Oszczędny routing
Rozrastające się centra bazodanowe wymagają coraz większych ilości energii, a to pociąga za sobą kolosalne koszty. Według ostrożnych szacunków największe światowe firmy zajmujące się przetwarzaniem informacji wydają po 30 milionów dolarów rocznie na sam zakup energii elektrycznej.
Badacze z MIT-u i Carnegie Mellon uważają, że przedsiębiorstwa takie mogą zaoszczędzić nawet 40% kosztów energii, jeśli tylko będą na bieżąco monitorowały jej ceny i przetwarzały dane tam, gdzie jest ona najtańsza.
W październiku 2008 roku doktorant Asfandyar Qureshi z MIT-u wpadł na pomysł stworzenia takiego algorytmu przesyłania danych, który będzie kierował je do centrów korzystających w danej chwili z najtańszej energii. Wraz z kolegami zwrócił się do firmy Akamai o udostępnienie informacji dotyczących rutowania danych w czasie rzeczywistym. Akamai zapewnia obsługę informatyczną wielkim światowym firmom, a jej serwery przetwarzają każdego dnia około 275 miliardów zapytań. Dane z jej serwerów posłużyły młodym naukowcom do stworzenia modelu obrazującego zapotrzebowanie przemysłu na przepływ informacji. Uczeni przeanalizowali też informacje dotyczące zmian cen energii w 29 dużych amerykańskich miastach na przestrzeni ostatnich 39 miesięcy. Wahania cen i duże różnice występujące nawet pomiędzy bliskimi sobie obszarami geograficznymi były olbrzymie. Naukowcy stwierdzili, że nie ma jednego miejsca, w którym ceny byłyby najniższe. Stworzyli więc algorytm rutowania, który na bieżąco zbierał informacje o cenach i przesyłał dane do przetworzenia w tych serwerach, które korzystały akurat z najtańszej energii. Algorytm był też w stanie oszacować spodziewane oszczędności, a więc decydował, czy wysłanie danych na większą odległość, by trafiły tam, gdzie energia jest aktualnie tańsza na pewno będzie opłacalne. Bo mogło zdarzyć się tak, że koszty przesyłu danych były na tyle wysokie, iż bardziej opłacało się wysłać je tam, gdzie energia jest nieco droższa, ale odległość mniejsza, więc koszty wysłania niższe.
Naukowcy osiągnęli zadziwiająco dobre wyniki. Okazało się, że dobre zarządzanie przepływem danych pozwala zmniejszyć rachunki za energię nawet o 40%. Co więcej, technologię tę można wykorzystać też w inny sposób. Firmy produkujące energię mogą, w sytuacji gdy popyt wzrośnie na tyle, iż nie będą mogły zaspokoić lokalnego zapotrzebowania, negocjować z właścicielami centrów bazodanowych przesłanie i przetwarzanie informacji w innym miejscu.
Michael Manos, wiceprezes firmy Digital Realty Trust, która specjalizuje się w projektowaniu i budowie wielkich centrów bazodanowych, widzi pewien problem w zastosowaniu nowej techniki routingu. Przypomina, że sami jej twórcy mówią, iż oszczędności uda się osiągnąć pod warunkiem, że różnica w poborze mocy przez serwer pracujący i pozostający bezczynnym będzie duża. Obecnie jednak moc serwerów bardzo rzadko wykorzystywana jest w pełni, a maszyny, które nie przetwarzają danych zużywają w czasie bezczynności bardzo dużą ilość energii.
Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę rosnące koszty energii i widoczne obecnie dążenie do budowy coraz bardziej energooszczędnych maszyn, możemy przypuszczać, że w niedługim czasie wielkie koncerny zainteresują się zastosowaniem nowej techniki routingu.
Komentarze (3)
Jarek Duda, 18 sierpnia 2009, 14:48
Muszę przyznać że pomysł dodatkowych obliczeń, przesyłań informacji tylko po to żeby zapłacić ... w sumie to temu samemu systemowi mniej pieniędzy za tą samą energię jest dla mnie trochę niedorzeczny.
Po pierwsze to tak idealistycznie wydaje się że cena prądu w takich np. stanach powinna być jednorodna. Skoro nie to oprócz różnych strategii lokalnych dostawców, przyczyną powinno być głównie lokalne zwiększanie zapotrzebowania, co przy tak dużych fluktuacjach sugeruję potrzebę dużych nadprzewodnikowych sieci przesyłowych. W każdym razie tego typu centra można przecież budować w bezpieczniejszych pod tym względem rejonach, jak np. w pobliżu elektrowni atomowych.
Odnośnie dobowych wahań to ewentualnie można by w sumie za względnie niewielkie pieniądze wybudować np. systemy wielkich kół zamachowych - przy dobrych łożyskach i silnikach elektrycznych straty powinny być rzędu kilku-kilkunastu procent.
Po drugie tak ogólnie to cena czasu obliczeniowego powinna być dalej dużo wyższa niż użytego prądu - jest dzisiaj wiele projektów obliczeniowych które można dowolnie zrównoleglać - kwestia odpowiedniej infrastruktury, systemu aukcyjnego sprzedaży mocy obliczeniowej ... i wszystkie te nieużywane procesory mogłyby cały czas na siebie zarabiać.
Po trzecie 'zużywanie' prądu to tak na prawdę zamiana w energię termiczną. Z jednej strony z różnicy temperatur można dalej sporą część energii odzyskać, z drugiej tego typu energię można sprzedawać i wykorzystać od ogrzewania okolicznych budynków ... do różnych procesów technologicznych w przeróżnych zakładach ...
wilk, 18 sierpnia 2009, 16:27
Bardzo sprytne rozwiązanie. Warto jednak by brało też pod uwagę prócz odległości i ceny prądu także moc obliczeniową i samą przepustowość, bo może się okazać korzystniejsze w niektórych wypadkach używanie centrów droższych, ale zapewniających szybsze przetwarzanie i dostęp.
Tolo, 18 sierpnia 2009, 22:36
Nie widzi mi się to ale po kolei.
Pomysł jest innowacyjny ale bez przesady.
Jeśli operator działa lokalnie to jak zostało zauważone z rożnych względów jest mu lepiej mieć sprzęt lokalnie.
Weźmy sobie hipotetyczną firmę x. Firma x ma jakieś tam zapotrzebowanie na powiedzmy moc obliczeniową (w zasadzie nie ważne czy będzie to moc, miejsce na dysku etc grunt ze czegoś potrzebuje). Jeśli teraz ma swoją infrastrukturę to nie opłaci jej się budować datacenter w Kambodży tylko po to żeby mieć taniej przez chwile takich DC potrzebowała by więcej. I oszczędności lecą w powietrze. Jeśli firma dzierżawi taka infrastrukturę to jest również nie wesoło bo powiedzmy ze wykupi serwery tu siam i owam wtedy z definicji ich nie obciąży w pełni bo cześć z nich musi być luźna żeby nie pożerały prądu tam gdzie nie potrzeba poza tym są dodatkowe koszty i transfer na synchronizacje. Równie dobrze można bez tego systemu zakupić serwer gdzieś i tam przenieść obsługę.
Dalej jeśli okaże się ze DC w Kambodży są ze względu na prąd tańsze to zadziała prawo popytu i podaży i cena się zrównoważy i cały routing bierze w łeb.
Jeśli dane zamiast być przetwarzanie na miejscu powiedzmy w Warszawie będą przetwarzane w RPA to pierwszym problemem mogą być różnice w przepisach a kolejnym "koszty" samego transportu rozumiane zarówno jako narzut czasowy jak i koszty rozumiane jak najbardziej w sposób potoczny. Innymi słowy infrastruktura telekomunikacyjna która to będzie przesyłać pobiera prąd i jest zupełnie nie elastyczna pod kantem optymalizacji kosztów energii w ten sposób bo nikt do urządzenia w Warszwie nie pociągnie z Chin przełużacza. Koszty transmisji wzrosną moga zjeśc zysk. Boje się ze nic z tego nie będzie lub powiem inaczej jest bardzo wąska nisza (ze względu na charakter usług i otoczenie przedsiębiorstw) w której to mogło by działać efektywnie finansowo. Co więcej tam gdzie to by maiło sens taki rozwiązania się stosuje nie na zasadzie dynamicznej ale "statycznie" a uwzględnia się przy tym również inne rzeczy np dostępności i koszty wykwalifikowanego personelu. I na przykład strawią się datacenter w Polsce albo Czechach a obsługuje sie kilentów z zagraniczy.
Kolejna kwestia to fakt ze im dłuższa droga tym większe prawdopodobieństwo ze coś padnie abo sie coś przytka a to terz sa potecjalkne koszty dla firm.