Análisis y optimización de prestaciones y eficiencia energética de un servidor para centros de datos

Figueredo Piñero, Dariel
Valero Bresó, Alejandro (dir.) ; Viñals Yúfera, Víctor (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2018
Informática e Ingeniería de Sistemas department, Arquitectura y Tecnología de Computadores area

Graduado en Ingeniería Informática

Abstract: La sociedad actual genera cada vez un mayor volumen de información, lo cual conlleva a un crecimiento de los centros de datos donde esta información se almacena y se procesa. Este hecho incide en una mayor demanda energética, la cual se encuentra directamente relacionada con el consumo de los servidores. Por tanto, resulta en un interés creciente aumentar el rendimiento energético de los centros de datos para obtener un mayor beneficio computacional por cada unidad de energía consumida. Este proyecto explora cómo influyen factores como el modo de operación (pares tensión/frecuencia) del procesador y la temperatura del entorno en el rendimiento energético y prestaciones de un servidor. Esta exploración se realiza analizando y proponiendo nuevas alternativas para mejorar el rendimiento energético, las cuales tienen en cuenta el tipo de aplicación y su densidad de recursos de cálculo (``carga" de la aplicación). Para ello, se construye un entorno experimental controlado, el cual permite monitorizar temperaturas y consumo, así como controlar la refrigeración y adecuar el flujo de aire para el servidor. Este entorno facilita fijar la temperatura, simulando una sala de un centro de datos típico. Por otro lado, se seleccionan cargas y metodologías de medida adecuadas y representativas de un centro de datos. La realización de un número considerable de experimentos permite un análisis amplio de diferentes escenarios posibles. Las soluciones varían desde la adecuación de la frecuencia para mantener un nivel de carga elevado hasta el apagado de núcleos para cargas bajas, permitiendo extraer conclusiones para su aplicación en un caso práctico de optimización de rendimiento energético en entornos de carga variable. Las mejores soluciones se integran en una primera aproximación de algoritmo que adapta el sistema dinámicamente al nivel de carga para optimizar el rendimiento energético por operación. El algoritmo propuesto permite, frente al ajuste convencional de frecuencia del procesador, mejorar el rendimiento energético de un servidor para cargas variables en el tiempo bajo condiciones similares a las de un centro de datos.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado