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Dipartimento di Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e i Trasporti Brevetti Titolo Metodo per il controllo in tempo reale delle frequenze operative di infrastrutture hardware con elevato numero di macchine e con funzionalità eterogenee/aggregabili. Rif. CNR 10336 Titolare(i): CNR – Università degli Studi di Cagliari Istituto: ISSIA Inventore di riferimento: Luca Caviglione Territori di vigenza: EP Data di priorità: 26/06/2014 Abstract I servizi accessibili mediante rete sono sempre più complessi e utilizzati contemporaneamente da milioni di utenti, rendendo necessario l’utilizzo di infrastrutture di tipo Internet-scale. Quest’ultime sono caratterizzate da un numero elevato di macchine, spesso con funzionalità eterogenee. Di conseguenza, la richiesta energetica di queste installazioni è critica, comportando elevate spese sia d’esercizio che di tipo accessorio (ad esempio, per la dissipazione del calore generato). L’invenzione proposta permette di: i) definire degli indici di prestazione propri del servizio erogato; ii) utilizzare uno schema di controllo ad alto livello per definire delle frequenze di lavoro “virtuali” (cioè, disaccoppiate dalla tecnologia sottostante); iii) rendere possibile la variazione dinamica in tempo reale delle frequenze di funzionamento di ciascuna entità fisica utilizzata al fine di ridurre i consumi energetici. Background I meccanismi tipici di controllo di basso livello per il risparmio energetico agiscono sulla frequenza di funzionamento/tensione di alimentazione (tecnica del Dynamic Voltage-Frequency Scaling – DVFS) senza però considerare esplicitamente degli indici di prestazione globali. Inoltre, la gestione di un impianto complesso a livello di singola macchina non è scalabile e rende il problema di controllo difficilmente risolvibile in tempo- reale. Tecnologia Il sistema oggetto del brevetto utilizza un controllore non lineare per assegnare le frequenze di funzionamento ottime ad aggregati di macchine e apparati omogenei tenendo conto di un parametro di prestazione. Al fine di garantire la scalabilità, ognuno di questi è controllato da un Mapper locale che utilizza delle tecniche di ottimizzazione random/pre-calcolate, per assegnare a ciascun nodo la frequenza di lavoro (granularità per host). Vantaggi e Applicazioni L’architettura a due livelli (controllore e mapper locali) permette di astrarre il sistema oggetto del controllo, rendendo così il metodo indipendente dalla tecnologia sottostante. Il controllore di alto livello può utilizzare anche un set di frequenze diverso o di “capacità virtuali” per gestire anche le operazioni di spegnimento/accensione delle macchine in maniera trasparente. Il sistema può essere applicato in scenari cloud o sistemi a larga scala tipo erogatori di servizi “social”. Stadio di Sviluppo L’invenzione è implementata in un prototipo software ed è stata testata con successo in diversi contesti simulati. 76