令人惊讶的简单编码技巧可以将数据中心的能耗减少30%

日新月异的前沿 2025-02-23 03:21:49

科学家们发现,通过在 Linux作系统上增加 30 条线路,他们可以大大减少数据中心消耗的能源量。

(图片来源:DKosig/Getty Images)

加拿大的研究人员发现了一种将一些数据中心消耗的能源减少多达 30% 的方法。

根据国际能源署 (IEA) 的数据,2022 年,数据中心的全球用电量估计在 240 至 340 太瓦时之间。科学家们表示,这是加密货币挖矿的两到三倍,而计算作为一个整体占全球所有能源消耗的 5%。

更重要的是,据高盛称,在人工智能 (AI) 指数级增长的推动下,数据中心的能源消耗预计将进一步增长。

但滑铁卢大学的研究人员表示,他们已经开发了一种低成本且简单的解决方案,可以将消耗减少近三分之一——其中心是向 Linux作系统添加 30 行新代码

改进数据包分配

几乎所有的 Web 流量都通过数据中心路由,其中大多数数据中心使用开源作系统 Linux。滑铁卢大学(University of Waterloo)计算机科学教授马丁·克尔斯滕(Martin Kersten)在1月20日的一份声明中解释说,信息以“数据包”的形式到达,然后由数据中心的“前端”进行分发和分配。

Karsten 和该研究的合著者、计算机科学研究生 Peter Cai 设计了一个小的改变,以提高数据处理的效率。该方法在 2023 年 12 月发表在《ACM 计算系统测量与分析学报》(POMACS) 杂志上的一项研究中首次进行了概述,但代码本身已于本月作为 Linux 6.13 版的一部分发布。我们重新安排了完成的工作和时间,从而更好地利用了数据中心的 CPU 缓存。这有点像重新布置制造工厂的管道,这样你就不会有人一直跑来跑去,“Karsten 在声明中说。

他与云计算服务提供商 Fastly 的杰出工程师 Joe Damato 合作,开发了一小段代码(大约 30 行),以改进 Linux 的网络流量处理。

该方法识别并量化异步硬件中断请求 (IRQ) 的直接和间接成本,IRQ 是数据包的分配过程,是开销的主要来源。它还提出,对 Linux 系统进行小幅修改,即可将传统基于内核的网络的效率和性能显著提高多达 45%,而不会影响运营效率。

“所有这些大公司——亚马逊、谷歌、Meta——都在某种程度上使用 Linux,但他们对决定如何使用它非常挑剔,”Karsten 在声明中说。“如果他们选择在他们的数据中心'启用'我们的方法,则可以在全球范围内节省数吉瓦时的能源。Internet 上发生的几乎每一个服务请求都可能受到此的积极影响。

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