專(zhuān)利名稱(chēng)：能量感知服務(wù)器管理的制作方法
能量感知服務(wù)器管理
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)中心通常包含大量的計(jì)算機(jī)(即，服務(wù)器)。這些服務(wù)器中的很多個(gè)暫時(shí)未被充分利用或甚至未被使用，但被維護(hù)以處理達(dá)到數(shù)據(jù)中心的請(qǐng)求的激增。例如，考慮在線購(gòu)物站點(diǎn)的圣誕節(jié)高峰，或者通勤者交通信息站點(diǎn)下午晚些時(shí)候的擁塞。數(shù)據(jù)中心中當(dāng)前使用的服務(wù)器即使在其空閑時(shí)也消耗大量的能量(對(duì)于某些服務(wù)器，空閑占用全部能量使用的70% )。關(guān)閉這些服務(wù)器可節(jié)省能量，但如果用戶的激增到來(lái)且沒(méi)有足夠的開(kāi)著機(jī)的服務(wù)器，則它可不利地影響web服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明概念可以以一種滿足請(qǐng)求服務(wù)響應(yīng)時(shí)間且考慮數(shù)據(jù)中心的能量使用的方式來(lái)管理數(shù)據(jù)中心。

發(fā)明內(nèi)容
所描述的實(shí)現(xiàn)涉及能量感知服務(wù)器管理。更具體地，本專(zhuān)利申請(qǐng)涉及用于請(qǐng)求/ 響應(yīng)服務(wù)的能量感知供應(yīng)和負(fù)載分派的工具。一個(gè)實(shí)現(xiàn)涉及自適應(yīng)控制單元，它被配置為通過(guò)在活動(dòng)和不活動(dòng)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變服務(wù)器并且以預(yù)定義級(jí)別維持服務(wù)器場(chǎng)的響應(yīng)時(shí)間來(lái)在服務(wù)器場(chǎng)中管理能量使用。例如，可在服務(wù)級(jí)協(xié)定(SLA)中定義預(yù)定義級(jí)別。在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，工具預(yù)測(cè)一組計(jì)算機(jī)的未來(lái)工作負(fù)載。各個(gè)計(jì)算機(jī)具有諸如開(kāi)機(jī)/活動(dòng)、睡眠和關(guān)機(jī)的至少兩種能量狀態(tài)。該工具制定用于所預(yù)測(cè)的未來(lái)工作負(fù)載的能量感知服務(wù)器管理策略，并且基于該能量感知服務(wù)器管理策略來(lái)調(diào)整各個(gè)計(jì)算機(jī)的能量狀態(tài)。例如術(shù)語(yǔ)“工具”可以指以上上下文和通篇文檔中所準(zhǔn)許的設(shè)備、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)可讀指令(例如，一個(gè)或多個(gè)具有可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))、組件、模塊和/或方法。在各種實(shí)例中，可用硬件、軟件、固件或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)工具。以上列出的示例旨在提供快速參考以幫助讀者，并且不旨在限定此處所描述的概念的范圍。


附圖示出了本申請(qǐng)中傳達(dá)的概念的實(shí)現(xiàn)。所示實(shí)現(xiàn)的特征可通過(guò)參考以下結(jié)合附圖的描述來(lái)更容易地理解。只要可行，各附圖中相同的附圖標(biāo)記用來(lái)指代相同的元素。 此外，每一個(gè)如圖標(biāo)記的最左邊的數(shù)字傳達(dá)其中首次引入該附圖標(biāo)記的附圖及相關(guān)聯(lián)的討論。圖1示出用于根據(jù)本發(fā)明概念的某些實(shí)現(xiàn)來(lái)實(shí)施能量感知服務(wù)器管理概念的方法的示例。圖2示出用于根據(jù)本發(fā)明概念的某些實(shí)現(xiàn)來(lái)獲得能量感知服務(wù)器管理的系統(tǒng)的示例。圖3示出用于根據(jù)本發(fā)明概念的某些實(shí)現(xiàn)來(lái)獲得能量感知服務(wù)器管理的組件的示例。圖4-5示出與根據(jù)本發(fā)明概念的某些實(shí)現(xiàn)的能量感知服務(wù)器管理方法相關(guān)聯(lián)的流程圖。
具體實(shí)施例方式概覽本發(fā)明申請(qǐng)涉及能量感知服務(wù)器管理。簡(jiǎn)言之，本發(fā)明描述用于以預(yù)期的性能級(jí)別操作諸如服務(wù)器場(chǎng)的一組計(jì)算機(jī)并且降低能耗的概念。本發(fā)明概念可采用響應(yīng)于用戶請(qǐng)求或“請(qǐng)求”的服務(wù)器場(chǎng)中的多狀態(tài)服務(wù)器。當(dāng)被共同地瀏覽時(shí)，請(qǐng)求可被認(rèn)為是服務(wù)器場(chǎng)的“工作負(fù)載”。多狀態(tài)服務(wù)器可具有處理請(qǐng)求的活動(dòng)狀態(tài)和不處理請(qǐng)求的不活動(dòng)狀態(tài)。某些多狀態(tài)計(jì)算機(jī)可具有多種不活動(dòng)狀態(tài)。例如， 睡眠、休眠、和/或關(guān)機(jī)可以是不活動(dòng)狀態(tài)的示例。處于不活動(dòng)狀態(tài)的服務(wù)器可使用比活動(dòng)狀態(tài)的服務(wù)器少得多的能量。但是，可能存在將不活動(dòng)狀態(tài)的服務(wù)器轉(zhuǎn)變到活動(dòng)狀態(tài)中涉及的例如幾秒鐘到幾分鐘的等待時(shí)間段。此等待時(shí)間段可在附加的服務(wù)器可用于(即活動(dòng)的)處理請(qǐng)求之前產(chǎn)生不想要的處理延遲。因此，能量感知服務(wù)器管理可考慮或平衡若干參數(shù)，諸如降低能量使用且仍以及時(shí)的方式響應(yīng)請(qǐng)求的等待時(shí)間和性能標(biāo)準(zhǔn)。圖1以方法100的形式提供本發(fā)明概念中的某些的介紹性示例。在此情形中，在102預(yù)測(cè)或估計(jì)諸如服務(wù)器計(jì)算機(jī)的一組計(jì)算機(jī)的未來(lái)工作負(fù)載。該預(yù)測(cè)可涉及諸如幾秒鐘到幾分鐘的相對(duì)短的時(shí)間段。在此特定的情形中，各個(gè)計(jì)算機(jī)可具有兩種或多種能量狀態(tài)。例如，計(jì)算機(jī)可具有活動(dòng)狀態(tài)(即開(kāi)機(jī))和一種或多種不活動(dòng)狀態(tài)(即，關(guān)機(jī)、睡眠和休眠等)。下面在題為“工作負(fù)載預(yù)測(cè)示例”下描述工作負(fù)載預(yù)測(cè)方法的詳細(xì)示例。簡(jiǎn)言之， 在某些實(shí)例中，工作負(fù)載預(yù)測(cè)可利用相對(duì)長(zhǎng)期建模、相對(duì)短期歷史、當(dāng)前趨勢(shì)、和/或外部知識(shí)(例如，商業(yè)項(xiàng)目、已調(diào)度的事件)等作為工作負(fù)載預(yù)測(cè)過(guò)程中考慮的參數(shù)。長(zhǎng)期建?？捎^察相對(duì)于一天中的時(shí)間、幾周中的天數(shù)、一年中的時(shí)間、多年循環(huán)的諸如選擇等的工作負(fù)載趨勢(shì)。例如，每個(gè)工作日上午8點(diǎn)到9點(diǎn)之間可存在一致的工作負(fù)載需求，因?yàn)閱T工上班并在開(kāi)始其一天時(shí)作出各種個(gè)人和/或工作相關(guān)的請(qǐng)求。短期歷史可涉及過(guò)去幾秒鐘或幾分鐘的用戶請(qǐng)求級(jí)別。例如，受歡迎的電視節(jié)目上對(duì)網(wǎng)站的提及可能驅(qū)動(dòng)接下來(lái)幾分鐘的對(duì)該網(wǎng)站的點(diǎn)擊。過(guò)去幾秒鐘或幾分鐘內(nèi)的向上趨勢(shì)的指示可用于預(yù)測(cè)接下來(lái)幾秒鐘或幾分鐘的未來(lái)的請(qǐng)求。當(dāng)前趨勢(shì)可涉及在工作負(fù)載預(yù)測(cè)過(guò)程期間接收到的用戶請(qǐng)求。例如，當(dāng)前趨勢(shì)可隨最近可用的時(shí)刻從請(qǐng)求的圖形的形狀中導(dǎo)出。該圖形可以是不變的，或者可按時(shí)間序列分布(例如，線性、指數(shù))變化。外部信息可被認(rèn)為是，不是從當(dāng)前或過(guò)去的請(qǐng)求中獲取的信息。相反，外部信息可以例如涉及過(guò)去數(shù)據(jù)中未表示的即將到來(lái)的事件。例如，外部信息可傳達(dá)奧運(yùn)會(huì)即將到來(lái)，并且在奧運(yùn)會(huì)持續(xù)期間可能經(jīng)歷異常高的請(qǐng)求數(shù)量，因?yàn)橛脩魰?huì)嘗試下載來(lái)自事件的視頻。作為對(duì)請(qǐng)求數(shù)量的替換或補(bǔ)充，外部信息可涉及請(qǐng)求大小。例如，繼續(xù)上面的示例，外部信息可指示在奧運(yùn)會(huì)期間請(qǐng)求的數(shù)量可上升，并且每個(gè)請(qǐng)求的大小可能大于正常請(qǐng)求，因?yàn)檎?qǐng)求往往涉及下載數(shù)據(jù)密集的視頻。以上描述提供非限制性的工作負(fù)載預(yù)測(cè)示例。其他示例可預(yù)測(cè)請(qǐng)求大小。所預(yù)測(cè)的請(qǐng)求大小可隨后被用于工作負(fù)載預(yù)測(cè)中。總之，可能存在預(yù)測(cè)未來(lái)工作負(fù)載的很多方式。 所預(yù)測(cè)的未來(lái)工作負(fù)載可隨后用于以下描述的系統(tǒng)/方法等。在104可確定用于所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載的能量感知服務(wù)器管理策略。簡(jiǎn)言之，能量感知服務(wù)器管理策略可包括容量供應(yīng)。在某些實(shí)現(xiàn)中，容量供應(yīng)可被認(rèn)為是搶先的(即，搶先的容量供應(yīng))，因?yàn)樗呻S著工作負(fù)載變化以在線、實(shí)時(shí)的方式進(jìn)行。搶先的容量供應(yīng)也可被認(rèn)為是搶先的，因?yàn)樗杀粨屜鹊貓?zhí)行以屏蔽服務(wù)器在不同的電量狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變所用的時(shí)間。這可與在事件已經(jīng)發(fā)生“之后”執(zhí)行決策和任何響應(yīng)性動(dòng)作的反應(yīng)性決策制定形成對(duì)比。換言之，處于其當(dāng)前狀態(tài)的一組計(jì)算機(jī)具有處理給定工作負(fù)載的容量。如果處于其當(dāng)前狀態(tài)的計(jì)算機(jī)的容量不同于用于處理所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載的容量，則可采用容量供應(yīng)以調(diào)整計(jì)算機(jī)中的某些的狀態(tài)，以將未來(lái)容量與所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載相對(duì)齊。能量感知服務(wù)器管理策略可包括改變計(jì)算機(jī)中的一種或多種的狀態(tài)(即，從活動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到不活動(dòng)狀態(tài)，反之亦然)。能量感知服務(wù)器管理策略可平衡多個(gè)因素，包括但不限于該組計(jì)算機(jī)的能量使用、用于響應(yīng)用戶請(qǐng)求的及時(shí)性預(yù)期、預(yù)測(cè)/估計(jì)的置信度、和/ 或?qū)εc狀態(tài)轉(zhuǎn)變相關(guān)聯(lián)的各個(gè)計(jì)算機(jī)的預(yù)期服務(wù)生命的影響。下面在題為“容量供應(yīng)示例” 下更詳細(xì)地描述這些因素。在106可基于能量感知服務(wù)器管理策略調(diào)整各個(gè)計(jì)算機(jī)的能量狀態(tài)。例如，可將某些計(jì)算機(jī)從活動(dòng)轉(zhuǎn)移到不活動(dòng)狀態(tài)以節(jié)省能量。能量感知服務(wù)器管理策略還可指定如何在活動(dòng)狀態(tài)計(jì)算機(jī)之間分配請(qǐng)求。能量感知服務(wù)器管理策略的另一方面可指定特定的計(jì)算機(jī)應(yīng)當(dāng)處于何種狀態(tài)?？蓤?zhí)行此項(xiàng)以改善計(jì)算機(jī)的可靠性。例如，如果將某些類(lèi)型的計(jì)算機(jī)在活動(dòng)和不活動(dòng)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變過(guò)多次，則它們可能經(jīng)歷負(fù)面的長(zhǎng)期結(jié)果。因此，能量感知服務(wù)器管理策略可指示一個(gè)服務(wù)器在諸如一天的給定時(shí)間段內(nèi)不應(yīng)被轉(zhuǎn)變超過(guò)給定數(shù)量的次數(shù)。系統(tǒng)可跟蹤“機(jī)器 A”已被循環(huán)了多少次，并且如果機(jī)器A已被過(guò)于頻繁地循環(huán)，則選擇轉(zhuǎn)變不同的機(jī)器。將在關(guān)于圖2及在題為“狀態(tài)轉(zhuǎn)變示例”下詳細(xì)描述能量感知服務(wù)器管理策略的各種方面。系統(tǒng)配置的示例圖2示出可實(shí)現(xiàn)上述能量感知服務(wù)器管理的僅一個(gè)示例的系統(tǒng)200。在此情形中， 系統(tǒng)200包括負(fù)載分派器202、自適應(yīng)控制單元204以及一組四個(gè)服務(wù)器206(1) ,206(2)、 206 (3)和206 (η)。負(fù)載分派器202、自適應(yīng)控制單元204和服務(wù)器206 (1)、206 (2)、206 (3) 和206(η)在各種實(shí)現(xiàn)中可以彼此搭配和/或分散。通常在210指示的用戶可作出由負(fù)載分派器202接收的請(qǐng)求212 (1)-212 (η)。負(fù)載分派器根據(jù)能量感知服務(wù)器管理策略216和活動(dòng)機(jī)器列表218將各個(gè)請(qǐng)求212 (1)-212 (η)發(fā)送到如214 (1)-214 (η)所示的各個(gè)服務(wù)器 206 (1) -206 (η)。能量感知服務(wù)器管理策略216和活動(dòng)機(jī)器列表218由自適應(yīng)控制單元204 生成并且發(fā)送到負(fù)載分派器202。活動(dòng)機(jī)器列表218反映能量管理控制決策220，由自適應(yīng)控制單元204傳達(dá)給服務(wù)器206 (1) -206 (η)。能量管理控制決策可被認(rèn)為是通過(guò)控制各個(gè)服務(wù)器206 (1) -206 (η)的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器級(jí)的能量感知服務(wù)器管理策略的控件。自適應(yīng)控制單元204基于各種輸入?yún)?shù)生成能量感知服務(wù)器管理策略1 和活動(dòng)機(jī)器列表218。在此實(shí)例中，輸入?yún)?shù)包括但不限于性能計(jì)數(shù)器222、請(qǐng)求信息224、能量使用226、和/或輸入請(qǐng)求工作負(fù)載(未具體示出)?？蓪⑿阅苡?jì)數(shù)器222從服務(wù)器206 (1)-206 (η)發(fā)送到自適應(yīng)控制單元204。性能計(jì)數(shù)器可指示各個(gè)服務(wù)器和/或服務(wù)器的集體集合操作的容量?？蓮呢?fù)載分派器202獲取諸如響應(yīng)時(shí)間的請(qǐng)求信息224?？梢匀舾煞绞奖憩F(xiàn)請(qǐng)求信息，諸如請(qǐng)求速率(即每單位時(shí)間的請(qǐng)求)、請(qǐng)求大小、和/或請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間等?？蓮母鞣N源獲取能量使用226，一個(gè)簡(jiǎn)單的源是服務(wù)器206 (1)-206 (η)的電源(未示出)上的能耗計(jì)量。盡管未具體示出，但其他實(shí)現(xiàn)可單獨(dú)或結(jié)合整體能量使用來(lái)為各個(gè)服務(wù)器提供能量使用。自適應(yīng)控制單元還可接收用于未具體示出的源的信息。例如，自適應(yīng)控制單元可獲取在服務(wù)級(jí)協(xié)定(SLA)中定義的性能信息。該性能信息可用于對(duì)能量感知服務(wù)器管理策略216的制定。此外，自適應(yīng)控制單元可僅將能量感知服務(wù)器管理策略216 的特定部分發(fā)送到負(fù)載分派器202。例如，能量感知服務(wù)器管理策略可包括被發(fā)送到負(fù)載分派器以定義如何將請(qǐng)求分派到服務(wù)器的分派邏輯。在某些實(shí)例中，負(fù)載分派器202可用作負(fù)載平衡器，并將請(qǐng)求212 (1) -212 (η)均勻地分發(fā)給活動(dòng)服務(wù)器206 (1) -206 (η)。在其他實(shí)例中，相對(duì)于活動(dòng)服務(wù)器，負(fù)載分派器可以以相對(duì)高的頻率將請(qǐng)求策略地分發(fā)給活動(dòng)服務(wù)器的子集，從而將那些服務(wù)器保持在特定的容量，例如全部容量的70%。將會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器的該子集超出特定容量的任何請(qǐng)求可被發(fā)送到活動(dòng)服務(wù)器的第二子集。這樣的配置可保持大多數(shù)活動(dòng)服務(wù)器操作于特定的或期望的容量，且在保留角色中操作第二子集，從而改善能量效率。從一個(gè)角度來(lái)看，活動(dòng)服務(wù)器的該第二子集可被認(rèn)為是針對(duì)意外的工作負(fù)載尖峰的預(yù)防。此外，基于從自適應(yīng)控制單元204獲取的信息(即，能量感知服務(wù)器管理策略216 和/或活動(dòng)機(jī)器列表218)，負(fù)載分派器202可對(duì)負(fù)載進(jìn)行重新分發(fā)以遠(yuǎn)離正轉(zhuǎn)變?yōu)椴换顒?dòng)狀態(tài)的任何服務(wù)器?？偠灾?，在某些實(shí)現(xiàn)中，負(fù)載分派器202可將請(qǐng)求僅在活動(dòng)服務(wù)器之間進(jìn)行分發(fā)并對(duì)負(fù)載進(jìn)行重新分發(fā)以遠(yuǎn)離正轉(zhuǎn)變?yōu)椴换顒?dòng)狀態(tài)的服務(wù)器。在系統(tǒng)200的所示配置中，自適應(yīng)控制單元204可預(yù)測(cè)未來(lái)的工作流(即未來(lái)的請(qǐng)求)。自適應(yīng)控制單元可制定以能量高效的方式處理未來(lái)工作負(fù)載的能量感知服務(wù)器管理策略。自適應(yīng)控制單元在制定能量感知服務(wù)器管理策略中可考慮多個(gè)參數(shù)。這些參數(shù)可包括但不限于請(qǐng)求信息224、能量使用226、和/或性能計(jì)數(shù)器222?？偠灾?，自適應(yīng)控制單元204可經(jīng)由能量管理控制決策220根據(jù)能量感知服務(wù)器管理策略來(lái)控制服務(wù)器206 (1)-206 (η)的狀態(tài)。在所示配置中，自適應(yīng)控制單元可運(yùn)行于相對(duì)簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制場(chǎng)景中，因?yàn)樗山?jīng)由基于所接收的輸入生成的輸出來(lái)控制系統(tǒng)功能。自適應(yīng)控制單元通過(guò)接收與系統(tǒng)性能相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)來(lái)工作，諸如僅舉數(shù)例，服務(wù)器中央處理單元(CPU)利用率、請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間和能耗?？设b于所預(yù)測(cè)的未來(lái)工作負(fù)載考慮輸入數(shù)據(jù)，以確定如何處理所預(yù)測(cè)的未來(lái)工作負(fù)載。例如，調(diào)整處于每種能量狀態(tài)的服務(wù)器的數(shù)量以平衡容量與所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載，并因此節(jié)省能量。換言之，自適應(yīng)控制單元可規(guī)定服務(wù)器206(1)-206 (η)之間的能量狀態(tài)從而以能量高效的方式處理所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載。在某些情形中，服務(wù)器206 (1) -206 (η)可采用被設(shè)計(jì)用于非服務(wù)器相關(guān)用途的處理器。例如，本發(fā)明概念可允許將設(shè)計(jì)用于上網(wǎng)本和其他移動(dòng)應(yīng)用程序的處理器有利地應(yīng)用于服務(wù)器場(chǎng)景中。例如，可在當(dāng)前配置的某些中利用Intel品牌的Atom處理器。Atom處理器在活動(dòng)狀態(tài)中是相對(duì)能量高效的，并且具有相比活動(dòng)狀態(tài)帶來(lái)約90%能量節(jié)省的不活動(dòng)睡眠狀態(tài)。不活動(dòng)狀態(tài)通常提供用于轉(zhuǎn)變到活動(dòng)狀態(tài)的不同的等待時(shí)間。例如，真正的“關(guān)機(jī)”狀態(tài)相比活動(dòng)狀態(tài)可帶來(lái)高達(dá)99%的能量節(jié)省。但是，大量的能量節(jié)省是以相對(duì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變等待時(shí)間為代價(jià)的。例如，從關(guān)機(jī)不活動(dòng)狀態(tài)到活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移等待時(shí)間可能是幾分鐘。作為對(duì)比，“睡眠”不活動(dòng)狀態(tài)可能帶來(lái)例如90%的能量節(jié)省，但轉(zhuǎn)變等待時(shí)間例如是 10-20秒鐘。這樣長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變的潛在的不利方面是如果工作負(fù)載預(yù)測(cè)實(shí)際上低估了未來(lái)工作負(fù)載，則關(guān)機(jī)的服務(wù)器將相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間地?zé)o法提供幫助?！靶菝摺辈换顒?dòng)狀態(tài)可帶來(lái)介于睡眠與關(guān)機(jī)不活動(dòng)狀態(tài)之間的能量節(jié)省和轉(zhuǎn)變等待時(shí)間。例如，與活動(dòng)狀態(tài)相比，休眠可帶來(lái)95%的能量節(jié)省和30秒鐘的等待時(shí)間轉(zhuǎn)變。 注意在某些表征中，休眠被表征為深度睡眠。關(guān)于上述htel的Atom處理器，活動(dòng)狀態(tài)能耗是觀-34瓦特，但在睡眠狀態(tài)中其消耗3-4瓦特，且休眠消耗1-2瓦特，在空閑處理器的能耗中二者至少降低了十倍。出于討論目的提供上述不活動(dòng)狀態(tài)示例。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明概念不綁定于可由特定的服務(wù)器計(jì)算機(jī)提供的不活動(dòng)狀態(tài)的特定集合。換言之，可將節(jié)能功能應(yīng)用于可被降低功率和/或斷電的任何系統(tǒng)、設(shè)備、和/或組件。往往在某些產(chǎn)品線中獲得具有多種不活動(dòng)狀態(tài)的計(jì)算機(jī)，諸如筆記本計(jì)算機(jī)。提供多種不活動(dòng)狀態(tài)的產(chǎn)品線往往被設(shè)計(jì)用于獨(dú)立的應(yīng)用程序，諸如個(gè)人使用，而不是諸如服務(wù)器場(chǎng)的協(xié)調(diào)式應(yīng)用程序。協(xié)調(diào)式應(yīng)用程序中缺少這些特征的一個(gè)原因在于以高效和節(jié)能的方式控制各種計(jì)算機(jī)的復(fù)雜度/難度。在單個(gè)使用場(chǎng)景中平衡性能和能效的復(fù)雜度甚至是無(wú)法忍受的。例如，如果筆記本計(jì)算機(jī)超時(shí)(即，如果未接收用戶輸入達(dá)到預(yù)定義時(shí)間段)則簡(jiǎn)單地被降低功率至不活動(dòng)狀態(tài)。超時(shí)方案不以任何方式試圖預(yù)測(cè)未來(lái)的使用并且不以一種以能量意識(shí)方式滿足未來(lái)的使用或?qū)τ脩舾咝У姆绞絹?lái)操作計(jì)算機(jī)。這樣，當(dāng)用戶返回到已轉(zhuǎn)變到不活動(dòng)狀態(tài)的這樣的計(jì)算機(jī)時(shí)，用戶必須提供某些輸入并在計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)變回到活動(dòng)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行等待。能量感知服務(wù)器管理策略216可允許在諸如服務(wù)器場(chǎng)的集體設(shè)置中實(shí)現(xiàn)多狀態(tài)計(jì)算機(jī)的潛在能效。簡(jiǎn)言之，能量感知服務(wù)器管理可確定何時(shí)在不活動(dòng)狀態(tài)和活動(dòng)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變各個(gè)服務(wù)器206 (1)-206 (η)以服務(wù)當(dāng)前和所預(yù)測(cè)的未來(lái)工作負(fù)載。圖3示出用于實(shí)現(xiàn)能量感知服務(wù)器管理的自適應(yīng)控制單元204的邏輯模塊的示例。在此情形中，邏輯模塊被表現(xiàn)為工作負(fù)載預(yù)測(cè)模塊304、策略或策略模塊306，和狀態(tài)調(diào)整模塊308。工作負(fù)載預(yù)測(cè)模塊304可確定當(dāng)前的工作負(fù)載并預(yù)測(cè)未來(lái)的工作負(fù)載。從一個(gè)角度，工作負(fù)載可被認(rèn)為是將每單位時(shí)間的請(qǐng)求數(shù)量和請(qǐng)求的大小相乘。在涉及相對(duì)大量的請(qǐng)求的操作場(chǎng)景中，可以以相當(dāng)高度準(zhǔn)確度地計(jì)算平均請(qǐng)求大小。在那些情形中，工作負(fù)載可被簡(jiǎn)單地計(jì)算為將每單位時(shí)間的請(qǐng)求數(shù)量與平均請(qǐng)求大小相乘。工作負(fù)載預(yù)測(cè)模塊可利用各種技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的工作負(fù)載，上面介紹了各種技術(shù)中的一些，下面將更詳細(xì)討論其中的一些。簡(jiǎn)言之，在圖2的系統(tǒng)中，工作負(fù)載預(yù)測(cè)模塊304可利用請(qǐng)求信息2Μ作為用于預(yù)測(cè)未來(lái)工作負(fù)載的輸入數(shù)據(jù)。在其他實(shí)例中，工作負(fù)載預(yù)測(cè)模塊可接收并利用外部信息。 在某些實(shí)現(xiàn)中，工作負(fù)載預(yù)測(cè)模塊可收集、建模并存儲(chǔ)用于估計(jì)或預(yù)測(cè)未來(lái)工作負(fù)載的長(zhǎng)期歷史趨勢(shì)。策略模塊306可制定用于滿足由工作負(fù)載預(yù)測(cè)模塊304提供的工作負(fù)載預(yù)測(cè)的能量感知服務(wù)器管理策略。例如，策略模塊可將當(dāng)前容量計(jì)算為活動(dòng)服務(wù)器的數(shù)量和在單位時(shí)間內(nèi)可由活動(dòng)服務(wù)器處理的請(qǐng)求的數(shù)量。策略模塊可計(jì)算用于所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載的合適的容量?？偠灾?，能量感知服務(wù)器管理策略可包括處理所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載的容量供應(yīng)。策略模塊306可制定用于將服務(wù)器從當(dāng)前配置重新配置為用于所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載的合適的容量的能量感知服務(wù)器管理策略。例如，考慮涉及具有10個(gè)服務(wù)器的服務(wù)器場(chǎng)的假設(shè)場(chǎng)景，每個(gè)活動(dòng)服務(wù)器每秒鐘可處理10個(gè)請(qǐng)求。當(dāng)前的工作負(fù)載是正由7個(gè)活動(dòng)服務(wù)器處理的每秒鐘67個(gè)請(qǐng)求。工作負(fù)載預(yù)測(cè)指示在未來(lái)的時(shí)間t+At時(shí)工作負(fù)載將是每秒鐘38個(gè)請(qǐng)求。在那種情形中，策略模塊可制定減少活動(dòng)服務(wù)器數(shù)量的能量感知服務(wù)器管理策略。在制定能量感知服務(wù)器管理策略時(shí)，策略模塊306可在成本效益分析中包括多個(gè)因素。例如，策略模塊可考慮使各個(gè)服務(wù)器活動(dòng)和不活動(dòng)多少次從而優(yōu)化服務(wù)器壽命。服務(wù)器的壽命往往與在活動(dòng)和不活動(dòng)能量狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變的次數(shù)成反比。另一個(gè)因素可以是定義系統(tǒng)200的性能級(jí)別的SLA。可被考慮的另一個(gè)因素是工作負(fù)載預(yù)測(cè)中的置信度級(jí)別。 例如，在置信度級(jí)別為高的實(shí)例中，那么策略模塊可推斷四個(gè)活動(dòng)服務(wù)器將足以用于所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載，并且包括使另外三個(gè)服務(wù)器不活動(dòng)已達(dá)到總共六個(gè)不活動(dòng)服務(wù)器。如果置信度級(jí)別為低，則策略模塊可制定維護(hù)五個(gè)活動(dòng)服務(wù)器的能量感知服務(wù)器管理策略。在某些實(shí)現(xiàn)中，策略模塊306可在制定能量感知服務(wù)器管理策略中采用可包括諸如CPU、存儲(chǔ)器、磁盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)等的不同參數(shù)或度量的性能學(xué)習(xí)模型。此外，為便于解釋?zhuān)陨嫌懻撘褜?duì)全部服務(wù)器進(jìn)行相同的處理。但是，策略模塊可制定識(shí)別和/或指出服務(wù)器之間的區(qū)別或非均勻性的能量感知服務(wù)器管理策略216。區(qū)別可以是服務(wù)器內(nèi)部和/或外部的。 例如，能量感知服務(wù)器管理策略可反映出各個(gè)服務(wù)器具有不同的容量、不同的電量占用量 (footprint)和在能量狀態(tài)之間不同的轉(zhuǎn)變時(shí)間。類(lèi)似的，服務(wù)器可受諸如溫度熱點(diǎn)、修復(fù)和維護(hù)任務(wù)的外部因素的影響。能量感知服務(wù)器管理策略還可指定將各個(gè)服務(wù)器轉(zhuǎn)變到哪些不活動(dòng)狀態(tài)。例如，由于睡眠不活動(dòng)狀態(tài)提供回到活動(dòng)狀態(tài)的更快的轉(zhuǎn)變，能量感知服務(wù)器管理策略可指定應(yīng)將某些服務(wù)器保持在睡眠狀態(tài)而將其他服務(wù)器轉(zhuǎn)變到帶來(lái)更多能量節(jié)省的不活動(dòng)狀態(tài)。能量感知服務(wù)器管理策略可使用附加的因素來(lái)決定服務(wù)器轉(zhuǎn)移。例如，對(duì)于諸如軟件升級(jí)的修復(fù)/維護(hù)任務(wù)，將活動(dòng)服務(wù)器轉(zhuǎn)變到關(guān)機(jī)而將處于不活動(dòng)狀態(tài)的另一個(gè)服務(wù)器轉(zhuǎn)變到活動(dòng)從而不影響系統(tǒng)容量。狀態(tài)供應(yīng)模塊308可使對(duì)各個(gè)服務(wù)器的狀態(tài)改變與由策略模塊306提供的能量感知服務(wù)器管理策略保持一致。此外，狀態(tài)調(diào)整模塊可傳達(dá)哪些服務(wù)器對(duì)負(fù)載分派器202(圖 2)是活動(dòng)的，以避免負(fù)載分派器向不活動(dòng)服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求。工作負(fù)載預(yù)測(cè)示例在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，可利用加權(quán)線性回歸來(lái)實(shí)現(xiàn)工作負(fù)載預(yù)測(cè)。在此情形中，加權(quán)線性回歸可被認(rèn)為是一種形式的回歸分析，其中使用一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立變量的數(shù)學(xué)函數(shù)來(lái)表示觀察。例如，觀察可以是諸如每秒鐘的請(qǐng)求的從屬變量。獨(dú)立變量的示例可以是諸如時(shí)間的輸入。對(duì)于加權(quán)線性回歸，函數(shù)可被表達(dá)為回歸系數(shù)的線性組合。加權(quán)線性回歸的目標(biāo)可以是降低(并且可能地最小化)觀察和由函數(shù)所預(yù)測(cè)的值之間的平方的加權(quán)和。權(quán)重用于向不同的觀察分配不同的重要性值?？傊颂囟ǖ墓ぷ髫?fù)載預(yù)測(cè)方法將回歸分析與歷史趨勢(shì)、長(zhǎng)期模型、外部知識(shí)等相結(jié)合來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)工作負(fù)載。容量供應(yīng)示例在某些特定的示例中，可利用性能學(xué)習(xí)模型中的機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)容量供應(yīng)。在一個(gè)這樣的情形中，容量供應(yīng)采用分位數(shù)回歸的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，在分位數(shù)回歸中，響應(yīng)時(shí)間的條件分布的分位數(shù)被表達(dá)為輸入工作負(fù)載(每秒鐘的請(qǐng)求)和活動(dòng)服務(wù)器的數(shù)量的函數(shù)。此分位數(shù)回歸方法考慮了如下事實(shí)，當(dāng)服務(wù)器利用率較低并且隨著輸入工作負(fù)載接近服務(wù)器的處理能力而快速增長(zhǎng)(例如，可能指數(shù)地)時(shí)，響應(yīng)時(shí)間幾乎線性地增長(zhǎng)。換言之，容量供應(yīng)方法可通過(guò)改變輸入工作負(fù)載參數(shù)和活動(dòng)服務(wù)器的數(shù)量以離線的方式獲知系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。隨后，對(duì)于給定的SLA要求和對(duì)所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載的估計(jì)，它計(jì)算滿足所指定的SLA中的工作負(fù)載所需的服務(wù)器的數(shù)量。狀杰轉(zhuǎn)變示例圖4提供用于根據(jù)能量感知服務(wù)器管理策略實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變的方法400的流程圖。 方法400始于框402。在框404，方法對(duì)服務(wù)器進(jìn)行排序(即，服務(wù)器場(chǎng)的服務(wù)器或者另一組服務(wù)器)。框404可根據(jù)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行排序。例如，可根據(jù)能量狀態(tài)(即， 活動(dòng)或不活動(dòng))對(duì)服務(wù)器進(jìn)行排序。此外，可在反映其相對(duì)能量節(jié)省的已排列組中對(duì)不活動(dòng)服務(wù)器進(jìn)行排序。例如，可列出活動(dòng)服務(wù)器，隨后跟著處于睡眠狀態(tài)的不活動(dòng)服務(wù)器，隨后是處于休眠狀態(tài)的不活動(dòng)服務(wù)器，并且最后是關(guān)機(jī)狀態(tài)?？?06對(duì)能量狀態(tài)進(jìn)行排序。在一個(gè)情形中，可基于在不活動(dòng)和活動(dòng)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變等待時(shí)間對(duì)能量狀態(tài)進(jìn)行排序。另選地或另外地，可基于其能量使用或占用量對(duì)能量狀態(tài)進(jìn)行排序或排列。因此例如，可從耗能最多(即活動(dòng))到耗能最少(即關(guān)機(jī))列出能量狀態(tài)?？?08計(jì)算在未來(lái)時(shí)間(tf)的所預(yù)測(cè)的服務(wù)器需求(即工作負(fù)載)與在時(shí)間tf 的可用容量之間的差值或Δ。以上描述了用于預(yù)測(cè)工作負(fù)載的技術(shù)?？偠灾?08用于識(shí)別在某些未來(lái)時(shí)間可用的服務(wù)器容量是否正好、過(guò)高或過(guò)低。如果在框408，差值等于零(即所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載等于未來(lái)的容量)，則方法繼續(xù)至框410。框410此時(shí)停止控制服務(wù)器的過(guò)程，因?yàn)椴恍枰萘空{(diào)整。在諸如30秒鐘的某些增量時(shí)間之后，方法隨后返回至開(kāi)始402并且重復(fù)該方法。如果在框408，存在差值(即差值不為零)，則方法繼續(xù)至框412。框412 (從框404引入的全部服務(wù)器中)識(shí)別在當(dāng)前時(shí)間t和未來(lái)時(shí)間tf之間的過(guò)渡期間轉(zhuǎn)移狀態(tài)的一組服務(wù)器。換言之，框412標(biāo)識(shí)正在狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)變和/或已被調(diào)度如此進(jìn)行的服務(wù)器。在框408的差值是正數(shù)(即△ >0)的示例中，那么方法繼續(xù)至框414，否則，如果差值為負(fù)(即Δ <0)，則方法繼續(xù)至框416。在框414，方法通過(guò)標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)變到活動(dòng)狀態(tài)的不活動(dòng)服務(wù)器來(lái)增加用于時(shí)間tf的服務(wù)器容量。以上在框404列出各個(gè)服務(wù)器的狀態(tài)?？紤]用于標(biāo)識(shí)的不活動(dòng)服務(wù)器不屬于在 412識(shí)別的集合。換言之，所標(biāo)識(shí)的服務(wù)器是未在過(guò)渡期間進(jìn)行轉(zhuǎn)變或被調(diào)度轉(zhuǎn)變的不活動(dòng)服務(wù)器。可利用各種其他參數(shù)來(lái)選擇所標(biāo)識(shí)的服務(wù)器。例如，可以考慮轉(zhuǎn)變等待時(shí)間。例如，如果未來(lái)時(shí)間tf是30秒鐘之后，則方法可考慮轉(zhuǎn)變等待時(shí)間作為轉(zhuǎn)變服務(wù)器的考慮。 例如，如果從睡眠到活動(dòng)的轉(zhuǎn)變等待時(shí)間是20秒鐘并且從關(guān)機(jī)到活動(dòng)的轉(zhuǎn)變等待時(shí)間是1 分鐘，則方法可從睡眠狀態(tài)中選擇服務(wù)器從而在未來(lái)時(shí)間tf(即30秒鐘)完成轉(zhuǎn)變。方法還可考慮各個(gè)服務(wù)器在給定時(shí)間段內(nèi)被轉(zhuǎn)變的次數(shù)的數(shù)量。例如，如果睡眠狀態(tài)的服務(wù)器之一已經(jīng)轉(zhuǎn)變了閾值數(shù)量的次數(shù)，則方法可選擇轉(zhuǎn)變低于閾值的另一個(gè)睡眠狀態(tài)的服務(wù)器。在成本效益分析中，可在標(biāo)識(shí)過(guò)程中利用其他參數(shù)。例如，成本可包括由頻繁的狀態(tài)轉(zhuǎn)變等導(dǎo)致的增加的響應(yīng)時(shí)間和降低的服務(wù)器壽命的風(fēng)險(xiǎn)。效益可以是降低的能量使用等?？?16解決在未來(lái)時(shí)間tf服務(wù)器容量大于所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載的情形。框416通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)變到不活動(dòng)狀態(tài)的活動(dòng)服務(wù)器進(jìn)行排列來(lái)降低用于時(shí)間tf的服務(wù)器容量。被考慮的活動(dòng)服務(wù)器不包括可能已經(jīng)正在轉(zhuǎn)變的在框412集合{ts}中所標(biāo)識(shí)的那些。可基于利用成本效益分析考慮的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來(lái)選擇活動(dòng)服務(wù)器。以上關(guān)于框414描述了參數(shù)的示例。簡(jiǎn)言之，如果給定服務(wù)器已經(jīng)轉(zhuǎn)變了閾值數(shù)量的次數(shù)，則可對(duì)成本收益分析進(jìn)行加權(quán)以防止再次轉(zhuǎn)變那個(gè)服務(wù)器。作為替代，選擇轉(zhuǎn)變另一個(gè)服務(wù)器。可被考慮的另一個(gè)參數(shù)涉及預(yù)防不足的容量。例如，假設(shè)每次轉(zhuǎn)變服務(wù)器花費(fèi)20 秒鐘并且一旦啟動(dòng)過(guò)程就不能將其停止。這樣，一旦轉(zhuǎn)變開(kāi)始使活動(dòng)服務(wù)器(稱(chēng)為服務(wù)器 1)重新被激活要花費(fèi)40秒鐘(即，從活動(dòng)到不活動(dòng)要20秒鐘并且從不活動(dòng)到活動(dòng)還要20 秒鐘)。出于討論目的假設(shè)、等于未來(lái)30秒鐘。現(xiàn)在如果另一個(gè)不活動(dòng)服務(wù)器(稱(chēng)為服務(wù)器2)可用于被轉(zhuǎn)變到活動(dòng)狀態(tài)，則對(duì)于前10秒鐘與轉(zhuǎn)移服務(wù)器1相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)是相當(dāng)?shù)偷模驗(yàn)橹灰獣r(shí)間tf是未來(lái)至少20秒鐘，那么就可以及時(shí)地激活服務(wù)器2。因此例如，如果作出使服務(wù)器1不活動(dòng)的決策并且8秒鐘后檢測(cè)到涉及時(shí)間tf的低估，則可及時(shí)地激活服務(wù)器2以覆蓋附加的容量要求(即，8秒鐘加上20秒鐘轉(zhuǎn)移在觀秒鐘或者容量可能不足前2秒鐘時(shí)將服務(wù)器2置于活動(dòng)狀態(tài))。這樣，服務(wù)器2的可用性可使對(duì)于使服務(wù)器1不活動(dòng)的成本效益分析發(fā)生傾斜。另一個(gè)類(lèi)似的參數(shù)涉及服務(wù)器1本身覆蓋任何低估的能力。例如，繼續(xù)以上示例， 假設(shè)對(duì)于40秒鐘的活動(dòng)到活動(dòng)的轉(zhuǎn)變，服務(wù)器1每次花費(fèi)20秒鐘來(lái)轉(zhuǎn)變?？紤]未來(lái)時(shí)間 tf是30秒鐘之后的第一情形。在這樣的情形中，如果檢測(cè)到低估，則服務(wù)器1無(wú)法在未來(lái)時(shí)間tf覆蓋附加的要求。在那種情形中，此參數(shù)可對(duì)不轉(zhuǎn)變服務(wù)器1進(jìn)行加權(quán)。考慮未來(lái)時(shí)間、是60秒鐘以后的另一情形。在這樣的情形中，可使服務(wù)器1不活動(dòng)并且一旦檢測(cè)到低估就在時(shí)間tf之前(即在40秒鐘以?xún)?nèi))使之重新活動(dòng)。在此情形中，此參數(shù)可對(duì)使服務(wù)器1不活動(dòng)進(jìn)行加權(quán)。技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到此成本效益分析可考慮提供預(yù)期的服務(wù)級(jí)別且節(jié)省能量的很多參數(shù)。對(duì)于框410，在諸如30秒鐘的某些增量時(shí)間之后，方法隨后返回至開(kāi)始402并且重復(fù)該方法。算法1示出采用成本效益分析來(lái)生成能量感知服務(wù)器管理策略的部分的特定的狀態(tài)轉(zhuǎn)變方法。算法1步驟0.根據(jù)處于活動(dòng)狀態(tài)的服務(wù)器被排序在處于不活動(dòng)狀態(tài)的服務(wù)器之前的序列對(duì)服務(wù)器進(jìn)行排序一稱(chēng)為S序列。
按照從該能量狀態(tài)到活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移等待時(shí)間遞增的順序?qū)δ芰繝顟B(tài)進(jìn)行排序一稱(chēng)為E序列。按照能量占用量遞增的順序?qū)δ芰繝顟B(tài)進(jìn)行排序一稱(chēng)為P序列。步驟1.計(jì)算在所預(yù)測(cè)的服務(wù)器需求(稱(chēng)為P服務(wù)器)和在預(yù)先確定的未來(lái)時(shí)間步的可用的服務(wù)器數(shù)量(稱(chēng)為F服務(wù)器)之間的差值。(在預(yù)先確定的未來(lái)時(shí)間步可用的服務(wù)器的數(shù)量依賴(lài)于當(dāng)前活動(dòng)的服務(wù)器的數(shù)量、當(dāng)前處于轉(zhuǎn)變的服務(wù)器的數(shù)量以及在預(yù)先確定的時(shí)間步之前將處于轉(zhuǎn)變的服務(wù)器的數(shù)
量° )步驟2.如果差值為零，停止(稱(chēng)差值為D = P-F)。步驟3.從S序列中取出前T個(gè)服務(wù)器并將其轉(zhuǎn)變到T = MINIMUM(P，F(xiàn))的活動(dòng)狀態(tài)(如果不是已經(jīng)活動(dòng)或正轉(zhuǎn)變到活動(dòng))。對(duì)于T個(gè)服務(wù)器中的每一個(gè)i，設(shè)置 NoChangeUntilTime [i]為預(yù)先確定的未來(lái)時(shí)間步。步驟4. IfD是正的(即，添加更多容量)
then
按照E序列遞增的順序從S序列中取出接下來(lái)(相對(duì)于步驟3)的D個(gè)服務(wù)器
For每個(gè)這樣的服務(wù)器(如s) 設(shè)置NoChangeUntilTime[s]為預(yù)先確定的未來(lái)時(shí)間步
if (未來(lái)時(shí)間步一當(dāng)前時(shí)間>從該能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變到活動(dòng))(即仍剩余
某些時(shí)間)
在未來(lái)時(shí)間(未來(lái)時(shí)間步一當(dāng)前時(shí)間)調(diào)度服務(wù)器s到活動(dòng)狀
態(tài)的轉(zhuǎn)變
else
現(xiàn)在調(diào)度服務(wù)器s到活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移 end if
end for
else
IfD是負(fù)的(即，更低的容量) then從S序列中取出接下來(lái)(相對(duì)于步驟3)的處于活動(dòng)狀態(tài)的D個(gè)服務(wù)器并且對(duì)于每個(gè)這樣的服務(wù)器(如jhNo^TransitionUntilTimeU] < =當(dāng)前時(shí)間步驟4. A. For P序列中的每個(gè)能量狀態(tài)if (未來(lái)時(shí)間步一當(dāng)前時(shí)間〉=從該能量狀態(tài)轉(zhuǎn)移到活動(dòng)+從活動(dòng)轉(zhuǎn)移到該能量狀態(tài))
現(xiàn)在調(diào)度D進(jìn)入該能量狀態(tài)；停止 else if (未來(lái)時(shí)間步一當(dāng)前時(shí)間> =從該能量狀態(tài)轉(zhuǎn)移到活動(dòng))
AND (存在處于該能量狀態(tài)的D個(gè)數(shù)量的服務(wù)器)
then
現(xiàn)在調(diào)度D進(jìn)入該能量狀態(tài)；停止 else
現(xiàn)在調(diào)度(D—處于該能量狀態(tài)的服務(wù)器的數(shù)量)進(jìn)入該能
量狀態(tài)
D = D—處于該能量狀態(tài)的服務(wù)器的數(shù)量
GO TO STEP (轉(zhuǎn)到步驟)4.A (并考慮那個(gè)順序中的下一
個(gè)能量狀態(tài))
end if
end for
end if
end if總而言之，容量供應(yīng)方法采取搶先的方法將服務(wù)器轉(zhuǎn)變到不同的能量狀態(tài)從而屏蔽這些轉(zhuǎn)變和延遲轉(zhuǎn)變的等待時(shí)間，以便降低能量使用且仍然滿足負(fù)載需求。第二，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用轉(zhuǎn)變且考慮了諸如每個(gè)服務(wù)器的轉(zhuǎn)變數(shù)量的歷史、熱點(diǎn)、修復(fù)/維護(hù)動(dòng)作、失效等的附加因素。例如，為了平衡跨節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移的數(shù)量，它可將某些活動(dòng)服務(wù)器置于低能量狀態(tài)，反之亦然。方法示例圖5示出了與本發(fā)明概念的至少某些實(shí)現(xiàn)一致的方法或技術(shù)500的流程圖。描述方法500的次序并不旨在解釋為限制，并且任何數(shù)量的所述框都可以按任何次序組合以實(shí)現(xiàn)本方法或?qū)崿F(xiàn)替換方法。此外，該方法還可以用任何合適的硬件、軟件、固件或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，以使得計(jì)算設(shè)備可實(shí)現(xiàn)該方法。在一種情況下，該方法作為指令集被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上，以使得計(jì)算設(shè)備的執(zhí)行使得該計(jì)算設(shè)備執(zhí)行該方法。在框502，方法預(yù)測(cè)對(duì)服務(wù)器池的多個(gè)未來(lái)請(qǐng)求，該服務(wù)器池包括被配置具有活動(dòng)狀態(tài)和至少兩個(gè)不同的不活動(dòng)狀態(tài)的各個(gè)服務(wù)器。在框504，方法將未來(lái)請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間建模為未來(lái)請(qǐng)求的數(shù)量和活動(dòng)服務(wù)器的數(shù)量的函數(shù)。在框506，方法計(jì)算滿足響應(yīng)時(shí)間的運(yùn)行于活動(dòng)狀態(tài)和不活動(dòng)狀態(tài)中的每一個(gè)的服務(wù)器的數(shù)量。在框508，方法使得各個(gè)服務(wù)器在狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)變以滿足所計(jì)算的數(shù)量。
以上所述方法可滿足用戶的期望(即，諸如通過(guò)滿足SLA的條款)且降低服務(wù)器的能量使用。Mlt盡管已用對(duì)結(jié)構(gòu)特征和/或方法動(dòng)作專(zhuān)用的語(yǔ)言描述了涉及能量感知服務(wù)器管理策略的技術(shù)、方法、設(shè)備、系統(tǒng)等，但可以理解，所附權(quán)利要求書(shū)中定義的主題不必限于所述具體特征或動(dòng)作。相反，上述具體特征和動(dòng)作是作為實(shí)現(xiàn)所要求保護(hù)的方法、設(shè)備、系統(tǒng)等的示例性形式而公開(kāi)的。
權(quán)利要求
1.一種方法(100)，包括預(yù)測(cè)一組計(jì)算機(jī)的未來(lái)工作負(fù)載，其中各個(gè)計(jì)算機(jī)具有至少兩個(gè)能量狀態(tài)(102)；制定用于所預(yù)測(cè)的未來(lái)工作負(fù)載的能量感知服務(wù)器管理策略(104)；以及基于所述能量感知服務(wù)器管理策略調(diào)整各個(gè)計(jì)算機(jī)的能量狀態(tài)(106)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)測(cè)包括將所述未來(lái)工作負(fù)載估計(jì)為， 用于給定未來(lái)時(shí)間段的請(qǐng)求的預(yù)測(cè)數(shù)量與過(guò)去時(shí)間段內(nèi)每個(gè)請(qǐng)求的平均數(shù)據(jù)量的乘積。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述制定包含對(duì)包括所述未來(lái)工作負(fù)載和服務(wù)級(jí)協(xié)定的函數(shù)求解。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述制定考慮用于與狀態(tài)轉(zhuǎn)變相關(guān)聯(lián)的各個(gè)計(jì)算機(jī)的可能負(fù)面的期望壽命結(jié)果。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所預(yù)測(cè)的未來(lái)工作負(fù)載小于實(shí)際的未來(lái)工作負(fù)載的場(chǎng)景中，所述制定考慮將不活動(dòng)狀態(tài)計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)變到活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變時(shí)間。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述調(diào)整還包括發(fā)送標(biāo)識(shí)各個(gè)計(jì)算機(jī)調(diào)整后的狀態(tài)的信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述調(diào)整考慮在各個(gè)能量狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變時(shí)間。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述調(diào)整考慮與所預(yù)測(cè)的未來(lái)工作負(fù)載相關(guān)聯(lián)的不確定性。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述調(diào)整留下未利用的計(jì)算機(jī)的緩沖區(qū)作為保障以維持未來(lái)請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間。
10.一種系統(tǒng)000)，包括自適應(yīng)控制單元O04)，被配置為通過(guò)在活動(dòng)和不活動(dòng)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變各個(gè)服務(wù)器且以預(yù)定義級(jí)別維持服務(wù)器場(chǎng)的響應(yīng)時(shí)間來(lái)在所述服務(wù)器場(chǎng)中管理能量使用。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應(yīng)控制單元包括被配置為預(yù)測(cè)所述服務(wù)器場(chǎng)的未來(lái)工作負(fù)載的工作負(fù)載預(yù)測(cè)模塊。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應(yīng)控制單元包括策略模塊，所述策略模塊被配置為通過(guò)在活動(dòng)和不活動(dòng)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變各個(gè)服務(wù)器且滿足與所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載相關(guān)聯(lián)的性能標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解決能量使用的方式處理所預(yù)測(cè)的工作負(fù)載。
13.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應(yīng)控制單元包括被配置為根據(jù)能量感知服務(wù)器管理策略來(lái)調(diào)整各個(gè)服務(wù)器的狀態(tài)的狀態(tài)調(diào)整模塊。
14.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括基于來(lái)自所述自適應(yīng)控制單元的指令為各個(gè)活動(dòng)狀態(tài)服務(wù)器分配工作負(fù)載的負(fù)載分派器。
全文摘要
所描述的實(shí)現(xiàn)涉及能量感知服務(wù)器管理。一個(gè)實(shí)現(xiàn)包括自適應(yīng)控制單元，該自適應(yīng)控制單元被配置為通過(guò)在活動(dòng)和不活動(dòng)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變各個(gè)服務(wù)器并且以預(yù)定義級(jí)別維持服務(wù)器場(chǎng)的響應(yīng)時(shí)間來(lái)在服務(wù)器場(chǎng)中管理能量使用。
文檔編號(hào)G06F1/32GK102326134SQ201080009556
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
發(fā)明者C·J·威廉姆斯, D·里德, J·勞瑞斯, N·賈殷 申請(qǐng)人:微軟公司