스토리지 클래스 메모리를 활용하는 그린 데이터센터의 실현에 관한 연구 = (An) Empirical Study of Green Data Centers Minimizing Idle PowerWaste by Exploiting Storage Class Memory
저자
발행사항
서울 : 홍익대학교 대학원, 2010
학위논문사항
학위논문(박사)-- 弘益大學校 大學院 : 컴퓨터工學科 시스템 소프트웨어專攻 2010. 2
발행연도
2010
작성언어
한국어
DDC
621.39732 판사항(22)
발행국(도시)
서울
형태사항
ⅵ, 78 장 : 삽도 ; 27 cm.
일반주기명
참고문헌(68 - 76장) 수록.
DOI식별코드
소장기관
본 연구는 그린 데이터센터 기법 제안과 차세대 스토리지 클래스 메모리(SCM) 기술 개발이라는 두 가지 요구 사항을 동시에 고려한다. 최근 막대한 양의 에너지를 소모하는 데이터센터에 대한 에너지 절감이 화두로 등장한다. 한편 최근 SCM 기술 발전에 힘입어 SCM을 효과적으로 활용하려는 연구들에 비상한 관심들이 집중되고 있다. 이에, 본 연구에서는 SCM 기술을 활용함으로써 즉각적인 구동 및 종료라는 새로운 특성을 기존 시스템에 제공한다. 그리고 이 새로운 컴퓨팅 개념을 데이터센터 환경에서 활용함으로써 적절한 서비스 응답성을 보장하는 동시에 유휴 에너지 절감을 극대화한다.
본 연구는 메인 메모리의 비휘발성 속성을 효과적으로 활용하는 최초의 경험적 연구라는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다. 즉각적인 종료 및 구동 가능한 시스템과 이를 활용하는 그린 데이터센터를 실제 임베디드 시스템 환경에서 구현함으로써 그 실현 가능성을 확인한다. 실험 결과는 SCM을 효과적으로 활용함으로써 시스템의 구동 시간이 대략 1.2초 내외로 단축될 수 있음을 보여준다. 다양한 워크로드에 대하여 수행된 데이터센터 실험을 통해서, 먼저 본 연구에서 제안된 에너지 절감 방안을 사용하는 데이터센터는 조절 가능한 수준의 서비스 만족도를 제공하면서도 사용자 요청에 비례하는 만큼의 에너지만을 소비함을 확인할 수 있다. 또한 본 연구의 접근 방식이현실적인환경에서동작할수있을만큼충분히높은적응력을가지고있음을 알 수 있다. 이와 더불어 본 연구의 그린 데이터센터를 실제 서버급 시스템 환경으로 확장하기 위한 고려 사항들에 대해 논의함으로써 현실화가능성을 제시한다.
Studies have shown much of today’s data centers are over-provisioned and underutilized. Over-provisioning cannot be avoided as these centers must anticipate peak load with bursty behavior. Under-utilization, to date, has also been unavoidable as systems always had to be ready for that sudden burst of requests that loom just around the corner. Previous research has pointed to turning off systems as one solution, albeit, an infeasible one due to its irre-sponsiveness. In this paper, we present the feasibility of using new Storage Class Memory (SCM, which encompasses specific developments such as PCM, MRAM, or FeRAM) tech- nology to turn systems on and off with minimum overhead. This feature is used to control systems on the whole (in comparison to previous fine-grained component-wise control) in finer time scale for high responsiveness with minimized power lost to idleness. Our empiri-cal study is done by executing various workloads on a prototype ”data center” of embedded systems deploying FeRAM. We quantify the energy savings and performance trade-off by turning idle systems off. We show that our energy savings approach consumes energy in proportion to user requests with configurable service of quality. Based on observations made on this data center, we discuss the requirements for real deployment. Finally, our conclusion is that SCM should not be viewed as just a replacement of RAM, but rather, as a component that could potentially open a whole new field of applications.
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