[發明專利]一種可再生能源數據中心管理方法及裝置

有效

• 申請號: 201910171263.1
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN110008515B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 李玉玲;王曉英
• 申請（專利權）人: 青海大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F1/26;G06F1/3234
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 孟鵬超

本發明提供了一種可再生能源數據中心負載管理方法及裝置，包括：S401，建立用于計算數據中心的功耗計算模型并計算功耗；S402，建立用于調節數據中心的管理任務的功耗管理模型；S403，建立溫度感知模型，用于感知計算數據中心的環境溫度變化，在確定數據中心的主機最大入口溫度T_max的前提下，確定制冷所述主機需要的最大耗電量；其中，所述數據中心包括多臺主機、以及制冷機；S404，通過所述最大耗電量，數據中心的資源和功耗管理控制，實現數據中心負載管理控制，控制在所述數據中心的每個時間間隔中必須保持活躍的主機數量為n_active。

技術領域

本發明涉及可再生能源技術領域，特別涉及一種可再生能源數據中心管理方法及裝置。

背景技術

在當今大數據時代，隨著云計算技術在全世界的快速普及和發展。數據中心大量的計算和存儲操作需要快速及時的響應，以保證數據中心的正常運轉。然而，對云基礎設施不斷增長的需求導致數據中心的能耗急劇增加，這已成為一個關鍵問題。大型數據中心用電量極大，而且需要穩定、可靠的電力供應。每年世界各地的數據中心都消耗了大量的電能，平均每一個數據中心消耗的電能等于美國25000個家庭消耗的電能[1]。數據中心電能的消耗除了用于計算，主要的電能也消耗在冷卻服務器。能耗成本已經達到了數據中心總運營成本的50％以上。因為數據中心在運行過程中存在一定比例的靜態能耗，即空閑能耗。主機即使在利用率很低的情況下，比如10％的CPU使用率，所消耗的電量也超過峰值電量的50％。事實證明，在一些利用率較低的服務器上動態遷移或合并任務或關閉空閑服務器是一種更節能的策略。但是，這些策略只考慮了服務器的功耗，沒有考慮冷卻功耗。

在工業界和學術界，考慮使用太陽能、風能、潮汐能等新型能源構建綠色數據中心成為一個重要趨勢和發展方向[7-9]。然而，風能、太陽能、潮汐能等可再生能源的一個重要特點是間斷性和劇烈的變化特性，具有不穩定性。但是相比于傳統電能，綠色能源有天然、可再生、清潔和低成本等優點。在最近幾年，著名的IT公司如微軟、谷歌、亞馬遜、和IBM都在世界各地運行大型數據中心來應對日益增長的計算需求。為了減少傳統的能源消耗，一些計算機公司采取措施提供可再生能源作為能源供應的一部分是至關重要的。那么，如何在這些數據中心充分利用可再生能源成為一個重要的問題。

發明內容

為了解決上述的技術問題，第一方面，本發明提供了一種可再生能源數據中心管理方法，包括：

S401，建立用于計算數據中心的功耗計算模型并計算功耗，包含以下輸入參數：第t個時間段的計算功耗P_i^t、每一個時間段內的計算功耗PC_t和制冷設備消耗的功耗PAC_t；

S402，建立用于調節數據中心的管理任務的功耗管理模型，包含以下輸入參數：主機在當前功耗模式下的最大功耗P_max、太陽能發電量S_t和一天能提供的太陽能發電量S_total；

S403，建立溫度感知模型，用于感知計算數據中心的環境溫度變化，在確定數據中心的主機最大入口溫度T_max的前提下，確定制冷所述主機需要的最大耗電量；其中，所述數據中心包括多臺主機、以及制冷機；

S404，通過所述最大耗電量，數據中心的資源和功耗管理控制，實現數據中心負載管理控制，控制在所述數據中心的每個時間間隔中必須保持活躍的主機數量為n_active。

進一步，在所述S401中，所述功耗計算模型包括：

所述主機i的負載如下：