Промяна в Linux ядрото може да намали с 30% консумацията на енергия в центровете за данни

Изследователи представиха малка, но изключително ефикасна модификация на Linux ядрото, която може значително да намали консумацията на енергия в центровете за данни. Предложената промяна идва в изключително важен момент, тъй като към днешен ден на компютрите се падат около 5% от дневната консумация на енергия в света, а центровете за данни имат основен принос за това потребление.

Изследователи от Училището по компютърни науки „Черитон“ към Университета на Ватерлоо, ръководени от професор Мартин Карстен с участието на Питър Кай, установиха неффективната работа на ядрото при обработката на мрежовия трафик за сървърните приложения, изискващи много комуникации. Тяхното решение, което включва пренареждане на операциите в мрежовия стек на Linux, показа подобрения както в производителността, така и в енергийната ефективност.

Модификацията, представена на индустриална конференция, увеличава пропускателната способност с до 45% в определени ситуации, без да се влошава латентността на връзката. Професор Карстен оприличи подобрението на оптимизиране на конвейера на производствено предприятие, което конкретно в този случай води до по-ефективно използване кеша на процесорите в центровете за данни.

Професор Карстен работи съвместно с Джо Дамато, изтъкнат инженер във Fastly, за да разработи ненатрапчива промяна в ядрото, състояща се само от 30 реда код. Тази малка, но много ефикасна модификация има потенциала да намали потреблението на енергия в критичните операции на центровете за данни с до 30 процента.

Централно място в това нововъведение заема функцията, наречена отлагане на заявките за прекъсване (IRQ), която балансира използването на мощността на процесора с ефективната обработка на данните. Чрез намаляване на ненужните прекъсвания на процесора по време на периодите с голям трафик функцията подобрява производителността на мрежата, като същевременно поддържа ниска латентност в по-спокойните интервали от време.

Ефективността на това решение е тествана и кодът вече е включен в най-новото Linux ядро, версия 6.13. Тази промяна отваря вратата за неговото масово използване в технологичната индустрия.

Професор Карстен подчерта потенциалното глобално въздействие на това постижение, като отбеляза, че ако големите технологични компании като Amazon, Google и Meta решат да приложат този метод в своите центрове за данни, това може да доведе до спестяване на гигаватчасове енергия в световен мащаб. „Всички тези големи компании - Amazon, Google, Meta - използват Linux в немалка степен, но са много придирчиви по отношение на начина, по който решават да го използват“, каза той. "Почти всяка една заявка за услуга, която се осъществява в интернет, може да се подобри и да се повлияе положително от този подход."

Този пробив идва в критичен момент, тъй като според най-новите доклади към 2026 г. се очаква световното потребление на електроенергия в центровете за данни да се увеличи повече от два пъти. Международната агенция по енергетика прогнозира, че консумацията на електрическа енергия в центровете за данни може да нарасне от 460 TWh през 2022 г. до между 650 TWh и 1050 TWh до 2026 г., което до голяма степен се дължи на ръста на енергоемките работни натоварвания, като например изкуствения интелект и добива на криптовалути.