[发明专利]用于服务器功率管理的系统及方法

说明书

提供了一种用于提高数据中心的电力效率的系统和方法，包括：获取训练数据，该训练数据包括数据中心的一个或多个计算机服务器的功率上限、使用率和服务水平协议SLA遵从性的度量；创建模型，以用于根据一个或多个计算机服务器的测量的使用率确定功率上限，其中，当所确定的功率上限应用于一个或多个计算机服务器时，所确定的功率上限将降低电力消耗并且满足SLA遵从性的度量；以及，根据在第二操作周期内接收的后续数据，应用该模型以确定应用于一个或多个计算机服务器的功率上限，其中，后续数据包括一个或多个计算机服务器的后续使用率。

技术领域

本公开涉及计算机电力效率领域。

背景技术

能源成本是影响数据中心工作效率的关键因素。世界上的数据中心消耗了数万亿瓦特的电力，处理每消耗一瓦特的电力通常需要额外瓦特的冷却能力，这也增加了设备成本和工作成本。

在许多数据中心中占据主导地位的云计算服务保证其客户具有预定的服务质量(Quality of Service，QoS)，QoS通常由服务水平协议(Service Level Agreement，SLA)正式定义。如果不能满足所保证的SLA QoS指标，数据中心将面临经济损失。数据中心还必须满足QoS标准，以维持客户的满意度，避免客户流失和收入损失。只要达到SLA和预期的QoS水平，降低系统性能以实现节能是可以接受的。

数据中心的工作负载具有高的动态活动范围。数据中心的容量通常由预期需求的最坏情况(即，最高水平)决定。未被使用的系统可能进入不同的空闲状态，这些空闲状态将消耗不同水平的电力。深度空闲状态可以节省更多的能量，但需要更长的时间来恢复，并且通常需要更高的激活能成本。因此，只有当系统希望长时间保持这种深度空闲状态时，系统才会处于此种空闲状态。

服务器的处理器效率，即每瓦特的计算次数，通常与处理速度(以千兆赫(Gigahertz，GHz)表示)反相关。也就是说，为了提高系统的频率，通常必须增加电压。此外，电路所需的电压可能随着频率的平方而增加。以较低的时钟速度运行服务器的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通常会提高效率(每瓦特具有更多的指令)，但是会降低响应时间，并且可能会违反SLA。

数据中心通常需要处理来自数据中心外部的处理请求，即南北业务量(North-South traffic)，以及数据中心内部服务器之间的业务量，即东西业务量(East-Westtraffic)。例如，在社交网络上的搜索可能触发由一个服务器接收的请求，进而可能生成对于其他服务器的一系列请求，该其他服务器存储有与目标信息相关的信息。因此，每个外部请求通常会导致内部通信量的暴涨，从而增加电力消耗。随着业务量的不断增加，需要一种系统和方法来提高数据中心的电力效率。

发明内容

本公开的实施例提供了一种用于提高数据中心的电力效率的系统和方法。本公开的一个实施例是具有一个或多个处理器和一个存储器的系统，该存储器包括指令，当指令由一个或多个处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：在第一操作周期内，获取训练数据，训练数据包括数据中心的一个或多个计算机服务器的功率上限、使用率、以及服务水平协议SLA遵从性的度量；和，将预测性分析应用于训练数据以创建模型，该模型用于根据一个或多个计算机服务器的测量的使用率确定多个功率上限，其中，当所确定的功率上限应用于一个或多个计算机服务器时，所确定的功率上限将降低电力消耗并且满足SLA遵从性的度量；以及，根据在第二操作周期内接收的后续数据，应用该模型以确定应用于一个或多个计算机服务器的功率上限，其中，后续数据包括一个或多个计算机服务器的后续使用率。

在一些实施例中，应用功率上限包括设置最大CPU频率或设置最大CPU电压。确定功率上限包括：当达到上限使用率阈值时，设置较高的功率上限；当达到下限使用率阈值时，设置较低的功率上限。用于增加或减小功率上限的功率上限步长为冷却系统反应能力的函数。用于增加或减小功率上限的功率上限步长为在第一操作周期和所述第二操作周期之一或两者内的使用率水平波动性的函数。