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impaginato corretto fullone_Layout 1 13/10/15 12.09 Pagina 72 Dipartimento di Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e i Trasporti Brevetti Titolo Titolo Metodo per il controllo in tempo reale delle frequenze operative di infrastrutture hardware con elevato Metodo per il controllo in tempo reale delle frequenze operative di infrastrutture hardware con elevato numero di macchine e con funzionalità eterogenee/aggregabili. numero di macchine e con funzionalità eterogenee/aggregabili. Rif. CNR 10336 Rif. CNR 10336 Titolare(i): CNR –Università degli Studi di Cagliari Istituto: ISSIA Inventore di riferimento: Luca Caviglione Territori di vigenza: IT, PCT Data di priorità: 26/06/2014 Abstract Abstract I servizi accessibili mediante rete sono sempre più complessi e utilizzati contemporaneamente da milioni 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 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 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 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) 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 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) 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 rendere possibile la variazione dinamica in tempo reale delle frequenze di funzionamento di ciascuna entità fisica utilizzata al fine di ridurre i consumi energetici. entità fisica utilizzata al fine di ridurre i consumi energetici. Background Background I meccanismi tipici di controllo di basso livello per il risparmio energetico agiscono sulla frequenza di 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 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 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 complesso a livello di singola macchina non è scalabile e rende il problema di controllo difficilmente risolvibile in tempo-reale. risolvibile in tempo reale. Tecnologia Tecnologia Il sistema oggetto del brevetto utilizza un controllore non lineare per assegnare le frequenze di 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 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 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 utilizza delle tecniche di ottimizzazione random/pre calcolate, per assegnare a ciascun nodo la frequenza di lavoro (granularità per host). di lavoro (granularità per host). Vantaggi e Applicazioni Vantaggi e Applicazioni L’architettura a due livelli (controllore e mapper locali) permette di astrarre il sistema oggetto del controllo, 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 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 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 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”. cloud o sistemi a larga scala tipo erogatori di servizi “social”. Stadio di Sviluppo Stadio di sviluppo L’invenzione è implementata in un prototipo software ed è stata testata con successo in diversi contesti L’invenzione è implementata in un prototipo software ed è stata testata con successo in diversi contesti simulati. 72 simulati.