Небольшое изменение в ядре Linux может снизить энергопотребление дата-центров на 30%
Экономия энергии в масштабах всего мира может исчисляться гигаватт-часами.
Исследователи из Университета Ватерлоо представили элегантное решение для снижения энергопотребления дата-центров — небольшую модификацию ядра Linux. Это актуально, учитывая растущую нагрузку на энергетические ресурсы, создаваемую вычислительными системами, на которые уже сейчас приходится порядка 5% мирового потребления энергии. Дата-центры, являясь критически важной частью современной инфраструктуры, вносят существенный вклад в это потребление.
Команда учёных под руководством профессора Мартина Карстена обнаружила неэффективность в обработке сетевого трафика приложениями с высокой интенсивностью коммуникаций. Предложенное ими решение заключается в оптимизации сетевого стека Linux. Перестановка операций позволяет добиться прироста производительности и энергоэффективности. Тесты показали увеличение пропускной способности до 45% в определенных сценариях без ухудшения показателей задержки. Профессор Карстен сравнивает это с оптимизацией конвейера на производстве, что позволяет более эффективно использовать кэш процессора в дата-центрах.
В сотрудничестве с Джо Дамато, инженером из Fastly, было разработано компактное и неинтрузивное изменение ядра, состоящее всего из 30 строк кода. Эта небольшая модификация способна снизить энергопотребление в критически важных операциях дата-центра на 30%. Ключевым элементом инновации является функция приостановки прерываний (IRQ), которая позволяет эффективно балансировать энергопотребление процессора и обработку данных. За счёт снижения количества прерываний во время пиковых нагрузок удаётся повысить производительность сети, сохраняя при этом низкую задержку в периоды сниженной активности.
Эффективность решения подтверждена тестами, и код уже интегрирован в последнюю версию ядра Linux 6.13. Это открывает путь для широкого внедрения модификации в технологической индустрии. Если ключевые игроки рынка, такие как Amazon, Google и Meta, примут это решение, потенциальная экономия энергии в масштабах всего мира может исчисляться гигаватт-часами. По словам профессора Карстена, почти каждый запрос в Интернете может быть обработан более эффективно благодаря этой модификации.
