[發(fā)明專利]一種基于功耗預(yù)測(cè)模型的服務(wù)器功率封頂方法、系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010572777.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111914000A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林偉偉;吳光欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F16/2458
• 分類號(hào): G06F16/2458;G06F1/3206
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 陳宏升

1.一種基于功耗預(yù)測(cè)模型的服務(wù)器功率封頂方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步驟：實(shí)時(shí)采集服務(wù)器的功耗數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中；

第二步驟：使用CPU密集型的基準(zhǔn)程序，獲取不同CPU負(fù)載對(duì)應(yīng)的服務(wù)器整機(jī)功耗；

第三步驟：計(jì)算不同CPU負(fù)載下服務(wù)器對(duì)應(yīng)的能效比，得到最佳能效比的功耗區(qū)間；

第四步驟：構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，處理服務(wù)器的歷史功耗數(shù)據(jù)，構(gòu)建三類輸入特征：統(tǒng)計(jì)特征、歷史功耗值和時(shí)間戳特征，訓(xùn)練初始的服務(wù)器功耗預(yù)測(cè)模型；

第五步驟：構(gòu)造輸入特征，預(yù)測(cè)服務(wù)器未來(lái)一段時(shí)間的功耗序列；

第六步驟：檢測(cè)模型的累計(jì)預(yù)測(cè)誤差，判斷是否需要重新訓(xùn)練模型；

第七步驟：計(jì)算預(yù)測(cè)序列的功耗均值，與最佳能效的功耗區(qū)間進(jìn)行比較，選擇對(duì)應(yīng)的功率封頂設(shè)置值或功耗控制策略。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于功耗預(yù)測(cè)模型的服務(wù)器功率封頂方法，其特征在于，所述第一步驟，具體為：設(shè)定采集的時(shí)間間隔，定時(shí)采集從服務(wù)器內(nèi)置功耗傳感器或者外置電表采集服務(wù)器的整機(jī)功耗，并隨后存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，每條記錄存儲(chǔ)的對(duì)象為時(shí)間戳和整機(jī)功耗值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于功耗預(yù)測(cè)模型的服務(wù)器功率封頂方法，其特征在于，所述第二步驟，具體為：通過(guò)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)程序的參數(shù)，設(shè)定遞增的步長(zhǎng)值，使得服務(wù)器的CPU利用率從10％到100％按照設(shè)定的步長(zhǎng)遞增，采集每個(gè)CPU負(fù)載點(diǎn)對(duì)應(yīng)的服務(wù)器整機(jī)功耗。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于功耗預(yù)測(cè)模型的服務(wù)器功率封頂方法，其特征在于，在第三步驟中，所述不同CPU負(fù)載下服務(wù)器對(duì)應(yīng)的能效比和最佳能效比的功耗區(qū)間，具體計(jì)算方法如下：

計(jì)算完不同的CPU負(fù)載下服務(wù)器對(duì)應(yīng)的能效值，將不同的能耗值和對(duì)應(yīng)的能效值組合成一個(gè)元組(P_CPULoadx，EE(CPULoadx))，根據(jù)CPULoad的值升序排列元組集合，找到能效值最大的點(diǎn)EE_max，然后找到與EE_max鄰近的最大能效值點(diǎn)EE_max2，所有最佳能效區(qū)間為(EE_max2，EE_max)，其對(duì)應(yīng)的服務(wù)器功耗區(qū)間為[P_CPULoad1，P_CPULoad2]，其中P_CPULoad1＜P_CPULoad2。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于功耗預(yù)測(cè)模型的服務(wù)器功率封頂方法，其特征在于，在第四步驟中，所述構(gòu)建預(yù)測(cè)模型具體指的是建立一個(gè)多值預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)算法采用xgboost算法；假設(shè)當(dāng)前時(shí)刻為k，分別一次性構(gòu)建前10個(gè)時(shí)刻的特征作為輸入，其中第k-i時(shí)刻的特征對(duì)應(yīng)用于預(yù)測(cè)得到k+i+1(i＝0，1，...，9)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于功耗預(yù)測(cè)模型的服務(wù)器功率封頂方法，其特征在于，在第四步驟中，所述處理服務(wù)器的歷史功耗數(shù)據(jù)，構(gòu)建三類輸入特征，是指：從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取指定長(zhǎng)度的最近時(shí)間的原始功耗時(shí)序序列；基于原始的功耗時(shí)序序列，分別構(gòu)建統(tǒng)計(jì)特征、功耗特征和時(shí)間戳特征；具體地，當(dāng)要構(gòu)造第k時(shí)刻的特征用于預(yù)測(cè)第k+10時(shí)刻的功耗值時(shí)，需要獲取第k時(shí)刻前10分鐘的原始功耗序列和第k+10時(shí)刻的時(shí)間戳，具體的特征如下：

(1)統(tǒng)計(jì)特征：分別計(jì)算獲取當(dāng)前時(shí)刻的前10分鐘和前5分鐘功耗的均值、中位數(shù)和眾數(shù)；

(2)功耗特征：包括最近的一個(gè)已知功耗值和第k個(gè)時(shí)刻的功耗值；

(3)時(shí)間戳特征：當(dāng)獲取到具體需要預(yù)測(cè)的時(shí)刻的時(shí)間戳，分別從該時(shí)間戳中提取對(duì)應(yīng)的周天、小時(shí)和分鐘三種數(shù)值信息。