2018 Fiscal Year Research-status Report
Deepening the theory of queueing systems with variable processing rate and their applications in energy-saving data-centers
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18K18006
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
フン・ドック トゥアン 筑波大学, システム情報系, 准教授 (20633465)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 省エネデータセンター / 処理速度可変 / 遅延 / 再試行 / 起動時間 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
省エネデータセンターでは負荷に応じて計算資源を調整することにより電力消費量の節約を図る．このようなシステムを処理速度可変サーバを持つ待ち行列モデルとして捉えることができ，該当モデルを解析することで電力消費量と遅延性能のトレドオフを解明できる．２０１８年度において，データセンターを複数サーバ再試行型待ち行列でモデル化を行った．このモデルの特徴はサーバが処理すべきジョブがなければすぐにシャットダウンされ，電力消費量を節約する．一方，ジョブが到着するときに，ジョブ処理をしていなくOFFのサーバが存在すれば，そのサーバを起動して，ジョブ処理できる状態になる．セットアップ時間中にジョブ処理ができないが電力を消費する．ジョブが到着したときすべてのサーバはジョブ処理中であれば，到着ジョブがランダムな時間後に再試行する．このようなモデルに対して安定条件を導出し，電力消費量を定量的に評価した．
さらに，ジョブの到着が集団である場合を想定して，一般分布に従う起動時間のある集団到着型待ち行列を考え，解析を行った．さらに，複数サーバの場合に対しても集団到着を想定したモデルを検討した．この場合，起動するサーバが一台ずつの場合は効率的な解析法を導出した．これらの解析結果から，省エネデータセンターにおいて，集団到着が省エネポリシーへの影響を定量的に評価することが可能になった．
また，上述した省エネデータセンターの待ち行列モデルは第五世代無線通信システムへの応用も検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画ではデータセンターの起動は待ち要求の一つに対して一台のサーバを起動するモデルの解析だけであった．しかし，その成果を出版した後，複数の待ち要求に対するブロックのサーバを起動するモデルへ拡張して，解析することができた．さらに，これらのモデルは第５世代通信との関連付けも行うことができた．これらの結果を論文のとして発表することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在は一つのデータセンターに着目して解析を行ったのですが，後日，複数のデータセンターが負荷分散を起こいながら協調するシステムを想定して，新たなモデルの提案と解析を行う．
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| Causes of Carryover |
翌年度に複数の国際会議で成果を発表するため，予算を残しておきました．
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