من أجل إنترنت أكثر استدامة.. طريقة لتقليل استهلاك الطاقة في مراكز البيانات 30%

تمكن باحثون من جامعة واترلو من إيجاد طريقة لتقليل استخدام الطاقة في بعض مراكز البيانات بنسبة تصل إلى 30%.

تستهلك الحوسبة ما يصل إلى 5% من إجمالي استهلاك الطاقة في العالم كل يوم، ومن المتوقع أن يزداد هذا النوع من استهلاك الطاقة بشكل كبير مع الحاجة إلى قوة الحوسبة لتلبية النمو الهائل للذكاء الاصطناعي.

يتم توجيه كل حركة المرور على الويب تقريبًا عبر مراكز البيانات، والتي يستخدم أغلبها نظام التشغيل مفتوح المصدر Linux.

وقال مارتن كارستن، أستاذ علوم الكمبيوتر في كلية الرياضيات بجامعة واترلو: “تصل المعلومات إلى مراكز البيانات في “حزم”، ثم يقوم الواجهة الأمامية لمركز البيانات، مثل موظف الاستقبال في مكتب الاستقبال، بتحديد المكان الذي يجب إرسال هذه الحزم إليه”.

أدرك كارستن وزميله في تأليف الدراسة، بيتر كاي، طالب الدراسات العليا في علوم الكمبيوتر، أن الطريقة التي تعالج بها مراكز البيانات حركة المرور على الشبكة غير فعالة، لذا ابتكروا تغييرًا صغيرًا لجعلها أكثر كفاءة.

استخدام أفضل بكثير لمخابئ وحدة المعالجة المركزية

قال كارستن “لم نضف أي شيء، بل قمنا فقط بإعادة ترتيب ما يتم إنجازه ومتى، مما يؤدي إلى استخدام أفضل بكثير لمخابئ وحدة المعالجة المركزية في مركز البيانات، الأمر يشبه إعادة ترتيب خط الأنابيب في مصنع تصنيع، بحيث لا يكون لديك أشخاص يركضون طوال الوقت”.

تعاون كارستن مع جو داماتو، المهندس المتميز في شركة Fastly، لتطوير قسم صغير من التعليمات البرمجية – حوالي 30 سطرًا – من شأنه تحسين معالجة حركة المرور على شبكة Linux، وقال كارستن إنه إذا تم اعتماد الطريقة الجديدة، فقد تقلل من استهلاك الطاقة لعمليات مراكز البيانات المهمة بنسبة تصل إلى 30%.

لقد قاموا باختبار فعالية الحل الذي توصلوا إليه ثم قدموه إلى لينكس للنظر فيه، وقد تم نشر الكود هذا الشهر كجزء من أحدث نواة لينكس، إصدار 6.13.

يوفر جيجاوات من ساعات الطاقة في العالم

كما يقول كارستن “تستخدم كل هذه الشركات الكبرى ـ أمازون وجوجل وميتا ـ لينكس بقدرات معينة، ولكنها شديدة الانتقائية في اختيار الطريقة التي تستخدمها بها”، “إذا اختارت “تفعيل” طريقتنا في مراكز البيانات الخاصة بها، فقد يوفر ذلك جيجاوات من ساعات الطاقة في جميع أنحاء العالم، ويمكن أن يتأثر كل طلب خدمة تقريبًا يتم تنفيذه على الإنترنت بشكل إيجابي بهذا”.

ويشير كارستن إلى هذا البحث، فضلاً عن إنشاء غرفة خادم كمبيوتر خضراء متطورة في مبنى الرياضيات 4 القادم في واترلو، كأمثلة على نوع أبحاث الاستدامة التي يتعين على علماء الكمبيوتر إعطائها الأولوية.

وقال: “إننا جميعاً لدينا دور نلعبه في بناء مستقبل أكثر اخضراراً”.

تمت إضافة كود نواة لينكس الذي طوره كارستن وداماتو بناءً على الأبحاث المنشورة في وقائع ACM on Measurement and Analysis of Computing Systems .