云计算能耗模型与度量方法研究
关键字：云计算；能耗；能效模型；能效度量
Research on Energy-Efficiency Model and Measuring Approach for Cloud Computing
Abstract:This paper presents an improved energy efficiency model and measuring approach for cloud computing.Cloud computing system energy efficiency was comprehensive evaluated through measuring the “energy” and ”efficiency”.As for “energy”,the energy consumption of computer,network and ancillary equipments was researched; As for “efficiency” , the relationship among CPU,memory,disk,network and energy consumption was researched.The I/O of memory,disk,and network should be or not to be incluced in the amount of effective task was mainly analyzed.Thus,a more comprehensive energy efficiency model was proposed and the energy efficiency of the mathematical expression is derived,the foundation for the optimization of energy efficiency was laid.
Key words: cloud computing; energy consumption; energy efficiency model; energy efficiency measuring
目 录
摘 要 1
引言 2
1研究意义 2
2研究背景和相关技术 2
2.1研究背景 2
2.2相关技术 3
3能效度量模型 4
3.1能效、能耗以及任务量的定义 4
3.2能耗 4
3.3任务量 4
3.4有效任务量 4
3.5能效模型 6
4能效度量方法 6
4.1计算机能耗 6
4.2网络设备能耗 7
4.3附属设备能耗 8
4.4CPU运算量 8
4.5能效度量公式 10
5总结与展望 10
参考文献 11
致谢 12
云计算能耗模型与度量方法研究
引言
各种数据表明，计算机正在吞噬大量能源，因此，解决计算机能耗问题刻不容缓。然而，云计算时代的到来并没有降低计算机的能耗，相反，计算机能耗在未来几年还会继续增长。一方面，由于硬件价格逐年降低，人们可以花费更少的经费购得更强大的服务器；另一方面，由于对云计算这种大规模计算模式的需求迅速增加，人们也就需要更多硬件的投入。表面上看，这是一个良性发展，然而却潜存着很大的问题。随着能源价格的逐年升高，廉价的硬件设备将带来昂贵的能源开销。如果硬件能耗费用超过了硬件本身的价格，那么将极大地阻碍IT行业的发展。而由于硬件成本的下降与能效的提高之间没有必然的联系，所以高能效云计算成为了未来几年最具有挑战性、最为迫切的研究课题之一。
1研究意义
云计算作为一种新的分布计算技术，变得越来越流行，很多院校和企业都建立了云计算数据中心。然而，在一个数据中心中，能源的消耗却越来越严重，随着全球能源的涨价，数据中心的能耗的成本也在增加。云计算的一个主要目标是通过规模经济为用户提供省钱的服务，而这些云服务的能耗成本已经非常显著了。因此，尽管云计算被认为是一种绿色计算，但其本身并没有提供成熟的解决方案来评价和降低能耗，仍需要一种高能效方法来切实地实现绿色计算，也就是说，我们迫切需要一个基准来衡量云计算的能效。有了能效模型，不仅服务提供商可以准确地计算能源成本，而且使用者也能准确地按需付费，按需使用，同时也为能效优化提供了依据。