Joint Energy and Computation Workload Management for Geo-Distributed Data Centers
Notice bibliographique
Résumé
The increasing demands of data computation and storage for cloud-based services motivate the development and deployment of large-scale data centers (DCs). The energy demand of these devices is rising rapidly and becoming a noticeable challenge for current power networks. The smart grid (SG) is deemed as the future power system paradigm enabling more affordable and sustainable energy supply, which can effectively relieve the load pressure from DCs. Moreover, with growing concerns regarding harmful emissions due to combustion of fossil fuels, the exploitation of renewable energy sources (RES) has attracted extensive attention, which can benefit SGs and DCs, as well as society at large. However, the geo-distributed property of DCs and SGs and the uncertain nature of RES production pose severe challenges to the optimal management of computation and energy resources in such a tripartite coupling system. Focusing on these issues, a joint energy and computation workload management framework is proposed for enabling a sustainable DC paradigm with distributed RES. Specifically, a three-layer game is formulated to model the iterations among entities including the energy market, data center operators (DCOs), and SGs. The market includes a certain amount of RES that must be dispatched. The SG offers the DCO an electricity selling price while simultaneously importing RES from the market at a buying price in order to maximize the benefit. The DCO allocates the workload to different DCs, aiming to minimize the costs of energy consumption and carbon emissions. The interactive processes between different entities are further decomposed into two coupling Stackelberg games. We obtain the equilibrium state of the game and prove its uniqueness and optimality. Simulation experiments are conducted to evaluate the performance of the joint energy and computation workload management scheme and show its superiority over counterparts in utilizing renewable energy and reducing emissions. Furthermore, the impacts of various parameters on the utility of the system are investigated carefully. The proposed approach and obtained results provide useful insights for helping the DCO developing rational management strategies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».