State of the Art of Power Saving in Clusters and Results from the EDF Case Study

Résumé : La gestion de l'énergie pour les périphériques mobiles a beaucoup été étudié au cours des deux dernières décennies : les mobiles n'ont comme puissance énergétique que leur seule batterie et n'ont généralement pas de connexion permanente vers les puissantes grilles de calcul. Cependant, ce domaine n'a jamais été étudié de manière approfondie dans le contexte du calcul à haute performance (HPC), le principal objectif étant fondé sur le critère de performance. Ainsi, le coût en énergie dépensé pour le fonctionnement et le refroidissement des équipements informatiques des centres de calcul a augmenté de manière significative, jusqu'au point où celui-ci en devient plus élevé que le coût d'acquisition des systèmes informatiques eux-mêmes. Ce travail présente un état de l'art traitant de la maîtrise des dépenses énergétiques dans les systèmes distribués. Nous commençons notre étude en introduisant les fondamentaux et les différences liés à la gestion de la puissance et de l'énergie, deux termes très souvent confondu. De plus, nous proposons différentes approches pour mesurer la consommation d'énergie des systèmes complet (par exemple, un serveur) et des composants physiques le constituant. En outre, afin de comprendre précisément où est dépensé la majorité de l'énergie consommée par un serveur, nous étudions ses composants physiques (par exemple, le processeur, la mémoire, etc.) et exposons les mécanismes d'économie d'énergie que fournissent ses composants. La consommation d'énergie d'un système est directement liée aux caractéristiques de la charge de travail à effectuer, c'est pourquoi, nous présentons et discutons également des différents types de charge de travail (par exemple les charges de travail commercial, scientifique). Puis, nous présentons les approches courantes d'économie d'énergie dans les systèmes distribués en s'intéressant principalement aux grappes et aux noeuds les constituants. Enfin, nous terminons notre étude en présentant les défis restant à résoudre ainsi que le projet EcoGrappe. Nous détaillons ces objectifs et présentons des travaux fait à EDF, partenaire dans ce projet.