En su tesis doctoral en la Universidad de Umeå, Jakub Krzywda ha desarrollado modelos y algoritmos para controlar las compensaciones entre el consumo de energía de las infraestructuras en la nube y el rendimiento de las aplicaciones alojadas para permitir una operación segura y eficiente con un presupuesto de energía limitado.

Infraestructura de computación en la nube, que mantiene la mayoría de los servicios de Internet como Google, Facebook y Amazon en funcionamiento, consumir cantidades masivas de energía, y así exacerbar el cambio climático.

Curiosamente, bajo algunas condiciones específicas, En principio, un centro de datos no es muy diferente de una casa con una instalación eléctrica antigua. La mayoría de las personas probablemente recuerden un caso en el que al encender demasiados electrodomésticos simultáneamente se disparó un disyuntor. Eso sucede porque la instalación eléctrica no estaba destinada a soportar una sobretensión de tan alta potencia.

En los centros de datos modernos, la infraestructura de suministro de energía, que abastece de electricidad a todos los servidores, a menudo se desaprovisiona a propósito. En este caso, es incapaz de soportar la subida de tensión de todos los servidores que funcionan a su máxima velocidad. A primera vista, suena como una mala planificación, pero en la práctica, casi nunca sucede que se necesite la potencia informática de todos los servidores a la vez. Dado que el costo de la infraestructura de suministro de energía es proporcional a la potencia máxima que puede sostener, ponerle un tope ayuda a los operadores del centro de datos a ahorrar dinero que de otro modo se gastaría en infraestructura que casi nunca se necesita.

Sin embargo, "casi nunca" no es suficiente en la industria de la nube. Muchos proveedores de nube prometen a sus clientes que la infraestructura estará disponible el 99,99 por ciento del tiempo; solo permite 52 minutos de tiempo de inactividad por año.

Y aquí es donde entran las contribuciones de esta tesis:¿Cuál es la mejor manera de manejar las operaciones del centro de datos cuando no hay suficiente energía disponible para ejecutar todas las aplicaciones a su máxima velocidad? Si los operadores cierran por completo las aplicaciones menos importantes, ¿O obligarlos a todos a reducir la velocidad? ¿Algunos tipos de aplicaciones son mejores candidatos para una degradación del rendimiento elegante? ¿Qué acciones deben tomarse para garantizar que se reduzca el consumo de energía pero que las aplicaciones sigan produciendo resultados útiles? ¿Qué técnicas se utilizarán para hacer cumplir eso?

"Para responder a las preguntas mencionadas, en esta tesis, He desarrollado modelos para capturar las relaciones entre el consumo de energía y el rendimiento de la aplicación, y propuso un conjunto de controladores de presupuesto de energía que actúan en la aplicación, servidor, y niveles de todo el centro de datos para minimizar la degradación del rendimiento mientras se aplican los límites de energía, "dice Jakub Krzywda.

Los hallazgos incluidos en la tesis tienen aplicaciones prácticas, por ejemplo, un conjunto de recomendaciones para el uso de técnicas de software disponibles en servidores modernos que pueden permitir a los operadores de centros de datos ejecutar sus infraestructuras con menos energía y, al mismo tiempo, garantizar que sus clientes estén satisfechos con el rendimiento de las aplicaciones.

Los operadores de centros de datos pueden utilizar los resultados y el análisis presentados en esta tesis para mejorar la eficiencia energética de los servidores y reducir los costos operativos generales al tiempo que se minimiza la degradación del rendimiento. Todo el software producido durante este trabajo, incluidos los códigos fuente de los modelos, controladores, y simuladores, ha sido de código abierto y está disponible en línea para facilitar su implementación en centros de datos industriales y de investigación.