云数据中心服务器能耗建模及量化计算

周舟，袁余俊明，李方敏†

（1.湖南大学信息科学与工程学院，湖南长沙 410082；2.长沙学院计算机工程与应用数学学院，湖南长沙 410022）

随着云计算数据中心的大量新建，数据中心的能耗问题越来越严重.近期研究显示[1-2]：全球数据中心的总数已超过300 万个，耗电量占全球耗电量的1.1%～1.5%.我国数据中心也发展迅速，总数已达到40 万个，年耗电量已超过500 亿千瓦，占全国总耗电量的1.5%.如果以数据中心的PUE（平均电能使用效率）指数来评测，全球先进数据中心的PUE 指数为1.2，而我国的PUE 指数大于2.2.与此同时，大量的报告也显示[3-5]：许多高性能数据中心服务器的利用率却远远低于50%，其原因在于数据中心资源未得到“有效”利用.因此，节能优化算法的提出有助于提高系统的资源利用率和单位能耗的效用.

能耗模型作为“节能优化算法”的基础[6-7]，其准确性直接关系到优化算法的优劣.一个精确、通用、有效的能耗模型不仅为优化算法提供基础，而且也有利于该模型的扩充.对于云资源提供者来说，构建精确的能耗模型有助于资源提供者预测和优化数据中心的能耗，提高单位能耗的效用.因此，对其研究具有十分重要的现实意义.

本文的主要工作如下：

1）基于“任务的特征”构建能耗模型.不同于其它的能耗模型仅考虑CPU 密集型任务，在本文中，基于“任务特征”的不同，任务被划分为三类，分别为计算密集型任务、Web 事务型任务和I/O 密集型任务.

2）不同于已存在的能耗模型仅考虑CPU 和内存部件，而忽略……