云中心異構(gòu)服務(wù)器之間優(yōu)化能耗分配方法

　　云計(jì)算提供按需服務(wù)和彈性計(jì)算模式，使計(jì)算資源如同水電一樣取用方便，已經(jīng)成為了企業(yè)和個(gè)人計(jì)算應(yīng)用的首選。但是由于云計(jì)算快速增長(zhǎng)產(chǎn)生的能耗問題，在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等方面制約了云數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展。著名IT企業(yè)如Google、Microsoft、Amazon等云數(shù)據(jù)中心每年電力開銷超過百萬美元，給云數(shù)據(jù)中心長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)帶來了巨大負(fù)擔(dān)。同時(shí)云中心二氧化碳排放對(duì)全球氣候變化的影響也與日俱增，其中整個(gè)ICT（ Information and Communication Technology）產(chǎn)業(yè)的二氧化碳排放占全球二氧化碳排放量的2. 0%。

　　商用云計(jì)算的成功運(yùn)營(yíng)，必須保證用戶的保證服務(wù)質(zhì)量（ Quality of Service，QoS），避免違反服務(wù)水平協(xié)議（Service　Level Agreement，SLA）。SLA定義了云計(jì)算的服務(wù)性能、可擴(kuò)展性、可用性、安全性等方面內(nèi)容。其中響應(yīng)時(shí)間是SLA最重要的指標(biāo)之一，保證用戶請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間，將對(duì)云服務(wù)的增長(zhǎng)和可接收程度有著重要的影響。因此，在滿足用戶計(jì)算性能需求的同時(shí)，最小化云中心的能耗成本，成為了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛關(guān)注的問題。

　　針對(duì)保證云中心性能下最小化能耗的問題，提出云中心異構(gòu)服務(wù)器之間優(yōu)化能耗分配方法。首先，建立云中心能耗優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型；然后，通過拉格朗日乘子法獲取該模型的最優(yōu)解，得到計(jì)算最小能量的最小能耗（ MPC）算法；最后，通過大量數(shù)值實(shí)驗(yàn)進(jìn)行算法驗(yàn)證并與功耗相等分配（EP）基準(zhǔn)方法進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在相同負(fù)載、相同響應(yīng)時(shí)間約束下，MPC算法比EP基準(zhǔn)方法節(jié)省近30%的能耗，并隨著負(fù)載增加節(jié)省能耗的比例更高。MPC算法可有效避免云中心能源配置過載，為云中心資源優(yōu)化配置提供思路和參考數(shù)據(jù)。