简单的编码技巧可以将数据中心的能耗降低30%

知新了了 2025-02-18 08:44:09

科学家们发现,通过在Linux操作系统中添加30行代码,他们可以大大减少数据中心消耗的能源。

加拿大的研究人员发现了一种方法,可以将一些数据中心消耗的能源减少多达30%。

根据国际能源署(IEA)的数据,到2022年,全球数据中心的用电量估计在240至340太瓦时之间。科学家们表示,这是加密货币挖矿的两到三倍,而计算作为一个整体,占全球能源消耗的5%。

此外,据高盛(Goldman Sachs)称,在人工智能(AI)指数级增长的推动下,数据中心的能源消耗预计将进一步增长。

但滑铁卢大学的研究人员表示,他们已经开发出一种低成本、简单的解决方案,可以将能耗降低近三分之一 —— 该解决方案的核心是向Linux操作系统添加30行新代码。

改进数据包分配

几乎所有的网络流量都通过数据中心进行路由,其中大多数使用开源操作系统Linux。滑铁卢大学计算机科学教授马丁·卡斯滕(Martin Kersten)在1月20日的一份声明中解释说,信息以“数据包”的形式到达,然后由数据中心的“前端”分发和分配。

卡斯滕和该研究的合著者、计算机科学研究生彼得·蔡(Peter Cai)设计了一个小改动,以提高数据处理的效率。该方法最早是在2023年12月发表在《ACM计算系统测量与分析学报》(POMACS)上的一项研究中提出的,但该代码本身是本月作为Linux 6.13版本的一部分发布的。“我们重新安排了完成的任务和时间,从而更好地利用了数据中心的CPU缓存。这有点像重新安排制造工厂的流水线,这样你就不会让人们一直跑来跑去,”卡斯滕在声明中说。

他与云计算服务提供商Fastly的杰出工程师Joe Damato合作,开发了一小段代码 —— 大约30行 —— 这将改善Linux的网络流量处理。

该方法确定并量化异步硬件中断请求(IRQ)的直接和间接成本,IRQ是分配数据包的过程,是开销的主要来源。它还提出,对Linux系统的一个小修改将显著提高传统基于内核的网络的效率和性能,最多可提高45%,而不会影响操作效率。

卡斯滕在声明中说:“所有这些大公司 —— 亚马逊、b谷歌、Met a—— 都在某种程度上使用Linux,但他们对如何使用Linux非常挑剔。”“如果他们选择在他们的数据中心‘开启’我们的方法,它可以在全球范围内节省千兆瓦小时的能源。互联网上发生的几乎每一个服务请求都可能受到积极影响。”

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