Исследователи представили небольшую, но мощную модификацию ядра Linux, которая может значительно снизить энергопотребление в центрах обработки данных. Предложенная модификация появилась как нельзя кстати, поскольку в настоящее время на вычислительную технику приходится около 5% ежедневного потребления энергии в мире, причём основной вклад в это потребление вносят центры обработки данных.
Исследователи из Школы компьютерных наук Черитона при Университете Ватерлоо под руководством профессора Мартина Карстена и Питера Кая выявили неэффективность обработки сетевого трафика для серверных приложений с большим количеством коммуникаций. Их решение, заключающееся в изменении операций в сетевом стеке Linux, показало улучшение как производительности, так и энергоэффективности.
Модификация, представленная на отраслевой конференции, в определённых ситуациях увеличивает пропускную способность до 45%. Профессор Карстен сравнил это улучшение с оптимизацией производственного конвейера, что привело к более эффективному использованию кэша центра обработки данных.
Профессор Карстен в сотрудничестве с Джо Дамато, выдающимся инженером компании Fastly, разработал незаметное изменение ядра, состоящее всего из 30 строк кода. Эта небольшая, но эффективная модификация способна сократить потребление энергии в критически важных операциях центра обработки данных на 30 %.
Центральным элементом этой инновации является функция, называемая IRQ (interrupt request) suspension, которая позволяет сбалансировать использование мощности процессора и эффективную обработку данных. Сокращая ненужные прерывания процессора в периоды высокой нагрузки, эта функция повышает производительность сети, сохраняя низкую задержку в более спокойные периоды.
Эффективность этого решения была проверена, и теперь его код включен в последнюю версию ядра Linux, релиз 6.13. Это включение открывает путь к широкому внедрению в технологической отрасли.
Профессор Карстен подчеркнул потенциальное глобальное влияние этой разработки, отметив, что если такие крупные технологические компании, как Amazon, Google и Meta*, решат внедрить данный метод в своих дата-центрах, это может привести к экономии гигаватт-часов энергии по всему миру.
Этот прорыв произошел в критический момент, поскольку, согласно последним отчётам, к 2026 году мировое потребление электроэнергии центрами обработки данных вырастет более чем в два раза. По прогнозам Международного энергетического агентства, потребление электроэнергии центрами обработки данных может вырасти с 460 ТВт-ч в 2022 году до 650 – 1050 ТВт-ч к 2026 году, что в значительной степени обусловлено ростом энергоёмких рабочих нагрузок, таких как искусственный интеллект и майнинг криптовалют.
⛔
*Компания Meta, а также принадлежащие ей соцсети Facebook и Instagram, признаны экстремистскими и запрещены на территории РФ.
Ещё по теме: