Estratégias de economia de energia em grades computacionais

Um artigo científico intitulado “Assessing Green Strategies in Peer-to-Peer Opportunistic Grids”, que apresenta resultados de uma pesquisa desenvolvida no LSD por Lesandro Ponciano e prof. Francisco Brasileiro, foi aceito para publicação no Jornal of Grid Computing. Os autores foram notificados da aceitação no dia 22 de junho.

O artigo trata da economia de energia em grades computacionais entre-pares. Grades computacionais entre-pares são infraestruturas de computação que utilizam ciclos ociosos de recursos computacionais de diferentes domínios administrativos. Geralmente, a demanda por recursos nessas grades ocorre em rajadas. Durante uma rajada de demanda, muitos recursos da grade são necessários. Porém, em outros momentos, os recursos permanecem ociosos por longos períodos. Nesse contexto, um problema tratado no artigo é que manter os recursos ociosos quando eles não estão em uso nem pela grade nem pelo usuário local não é uma prática eficiente em termos de consumo de energia. O artigo mostra que uma maneira de reduzir a energia consumida pelos recursos nesses períodos é colocá-los em um modo de dormência, em que eles consomem menos energia. 

O trabalho avalia duas estratégias de dormência: Sobreaviso e Hibernação. Ele mostra que, no contexto de grades computacionais, essas estratégias apresentam um compromisso entre o benefício da economia de energia dos recursos, de um lado, e de outro lado os custos associados em termos do aumento no tempo de resposta das aplicações e do impacto no tempo de vida dos recursos. O aumento no tempo de resposta advém do tempo necessário para acordar o recurso quando surge uma nova demanda da grade. O impacto na vida útil do recurso ocorre em razão das partidas e paradas das rotações do disco rígido quando as estratégias de dormência são utilizadas. O artigo utiliza um modelo simulado para tratar esse compromisso. Além das estratégias de dormência, também é avaliado após quando tempo de inatividade as estratégias de dormência devem ser utilizadas e como cada domínio administrativo da grade pode decidir qual estratégia de dormência utilizar. 

Os resultados mostram que os estados de dormência avaliados permitem economizar energia com um baixo custo associado em termos de atraso no tempo de resposta das aplicações e da redução da vida útil dos discos rígidos. Além disso, a estratégia a ser utilizada em cada domínio administrativo da grade depende do tamanho das sessões de disponibilidade das máquinas domínio administrativo. No estudo realizado, a estratégia Hibernação mostrou-se mais adequada em domínios administrativos em que os recursos permanecem mais tempo disponíveis para a grade. De outro modo, a estratégia Sobreaviso mostrou-se mais adequada para ser utilizada em domínios administrativos em que os recursos permanecem pouco tempo disponíveis para a grade. Assim, cada domínio administrativo deve ser configurado para utilizar a estratégia de dormência que melhor se adapta às suas características. 

O estudo mostra também que, diferentemente de outros tipos de infraestruturas de grade, nas grades entre-pares pode-se colocar uma máquina em estado de dormência tão logo ela se torna inativa, isto é, não é necessário utilizar uma política de tempo inatividade. Isso permite aumentar a economia de energia da grade sem impactar significativamente o tempo de resposta das tarefas e vida útil dos discos rígidos.