作业调度系统节能技术研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangluyuan
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随着超级计算机的快速发展,其能耗问题日益显著。超级计算机的高能耗带来三方面的负面影响:一、不但增加计算机的用电费用,还增加相关冷却设备的投入,提高超级计算机的总拥有成本;二、给计算机冷却技术带来了重大挑战,降低了计算机的可靠性;三、产生大量的二氧化碳,加剧全球变暖的趋势。   作业调度系统是超级计算机基础的应用管理软件,其功能与性能直接关系到整个计算机系统的效率以及能耗。但是旧的作业调度系统更多关注的是计算机系统的效率而忽视其能耗。   本文研究利用作业调度系统提高超级计算机能源利用效率的技术,设计并实现了GreenSched高性能计算套件,主要研究成果如下:   (1).设计并实现了具有能耗感知的作业调度框架——GreenSched。   (2).能源成本感知调度算法从时间和空间两个维度减少异构集群计算的能源成本:选择能源价格低的时间段和性能功耗比高的节点运行作业能够节省更多的能源以及能源成本。   (3).层次化多因子作业优先级算法考虑了用户公平共享、凭证等级、作业最后期限、作业的资源要求以及作业的排队时间等因素,保证了用户公平共享,同时提高作业的服务质量以及集群的吞吐量。   (4).自适应节点状态调整算法通过将空闲服务器调整到低功耗状态并减少节点状态转换频率,从而减少空闲状态的服务器能耗。   (5).多因子节点分配算法从作业的特征、节点的性能功耗比以及节点的工作状态三个方面选择最优的节点分配给作业,从而提高作业的运行效率,减少计算的能耗和节点状态的转换频率。   实验表明GreenSched高性能计算套件在系统利用率为56.6%时,相比Maui调度器能够节省40%以上的能源。
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