DS0709 - Infrastructures de communication et de traitement

Datacenters robustes utilisant de l'énergie renouvelable – DATAZERO

Résumé de soumission

Depuis quelques années l’efficacité des datacenters s’accroît et le besoin en électricité pour l’hébergement des services type “Cloud” augmentent avec leur taille et la demande des utilisateurs. Avec les énergies renouvelables et les utilisations associées en courant continu dans les datacenters, nous pensons que nous pouvons surmonter ce problème. Des efforts ont été conduits d’une part au niveau des calculs dans les datacenters (placement et ordonnancement des tâches) et d’autre part avec la mise à disposition d’énergie renouvelable. DATAZERO donnera des solutions compatibles avec la haute disponibilité de services TIC en évitant des redondances inutiles sous les contraintes de l'intermittence de production électrique et de demande de services. Nous notons qu’en dépit d’un vrai intérêt vers des solutions pragmatiques et orienté marché, les études exhaustives manquent pour gérer la robustesse des infrastructures type “Cloud” avec une alimentation basée sur les énergies renouvelables en intégrant ses contraintes de fonctionnement. Nous proposons de répondre à la question suivante :
Comment gérer la demande d’énergie et de calculs pour délivrer des services robustes aux consommateurs avec des datacenters alimentés avec des sources d’énergie renouvelables?

La méthodologie que nous proposons est la suivante:
- en caractérisant les sources de puissances, nous optimiserons les processus pour équilibrer la délivrance et le stockage de l’électricité compte tenu du potentiel de ces sources (multi-sources), et pour optimiser le flux énergétique dans le système afin d’assurer une demande fixée en terme énergétique.
- en caractérisant les services dans le Cloud, nous optimiserons les processus pour équilibrer les exécutions des services sur les processeurs, pour ordonnancer et placer les services afin d’assurer la résilience du système dans ce contexte de production énergétique dynamique et sujet à défaillances.
- en utilisant les deux précédentes optimisations, nous introduirons une négociation entre les plans électriques et informatiques (adaptant la production de l'énergie en fonction de la charge IT, et inversement) pour optimiser l'utilisation d'énergie renouvelable.

Alors que les aspects calcul et énergétique peuvent être traités séparément, nous pensons qu’il existe un intérêt à formuler un problème d’optimisation global mixant les contraintes, ordonnancement et requêtes des deux cotés. La distribution des tâches de calcul doit prendre en compte la capacité des sources et en fonction des demandes de calcul, les différentes sources énergétiques doivent être utilisées à leur point de fonctionnement optimal. Au niveau énergétique, l’hybridation de certaines sources (ou différentes sources de mêmes caractéristiques mais avec moins de puissance de le maximum requis) est un défi dans le design de l’architecture (dimensionnement, choix des sources adéquates, etc.) et la gestion globale des flux énergétiques transitant entre toutes les sources est d’une importance majeure.

DATAZERO cible des datacenters de taille moyenne (jusqu’à 1000 m2 et environ 1MW) rencontrés couramment dans les entreprises et institutions publiques.
Les principaux résultats de DATAZERO sont l’étude des datacenters partiellement alimentés avec des sources renouvelables et la production d’un outil de simulation. Le développement de l’outil de simulation permettra de tester, d’améliorer et de comparer l’association de différentes sources renouvelables, différents équipements électrique et de calculs, différents politiques d’ordonnancement pour les versions actuelles et à venir de datacenters. Il aidera aussi pour fournir des recommandations sur le niveau de redondance des équipements TIC et électrique dans des architectures hybrides pour rechercher un certain niveau de performances.

DATAZERO rassemble une équipe interdisciplinaire (académique et industrielle, informaticiens et électriciens) pour trouver des solutions adaptées de manière coopérative.

Coordinateur du projet

Monsieur Jean-Marc PIERSON (Université Toulouse 3 Paul Sabatier)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

EATON Eaton Industries France SAS
Femto-ST Franche Comté Electronique, Mécanique, Thermique et Optique- Sciences et Technologies
LAPLACE Laboratoire Plasma et Conversion d'Energie
UT3- UPS Université Toulouse 3 Paul Sabatier

Aide de l'ANR 829 464 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2015 - 42 Mois

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