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2021 年度 実施状況報告書

処理能力可変型待ち行列モデルの理論的発展と大規模省エネデータセンターへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 21K11765
研究機関筑波大学

研究代表者

フン・ドック トゥアン  筑波大学, システム情報系, 准教授 (20633465)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード省エネデータセンター / 処理速度可変 / 遅延 / 流体極限 / 安定条件
研究実績の概要

現代の情報社会を支える情報基盤が大規模データセンターである.大規模データセンターは数万のコンピュータで構成され,大量の電力を消費している.しかしながら,現実ではこれらのコンピュータの稼働率が30~40%に留まる.そこで自然な考え方として,仕事量に応じて稼働コンピュータの台数を調整することで高性能を維持しながら電力消費量を抑えている.申請者はこの問題に着目して,研究を進め該当年度において,いくつかの研究成果を上げ,論文として発表している.代表的な結果として,ジョブの処理時間が相型分布に従う場合と系内の仕事量に応じてサービスの速度を複数の閾値で制御し,動的に変化するモデルを提案・解析した.この成果はQueueing Systems誌で出版された.さらに,サーバをグループで起動したり,シャットダウンしたりすることで,データセンター内の電力を抑えながら性能を維持する方法について提案・解析を行い,その成果がIEEE Transactions on Mobile Computing誌にて掲載された.それに加え,速度可変サービスシステムの確率モデルを網羅的にサーベイし,英文書籍の一章として出版した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究は順調に進め,提案課題に関する複数の論文を出版することができた.特に,サーバをグループで起動したり,シャットダウンしたりするモデルをIEEE Transactions on Mobile Computing誌に掲載できた点が特筆である.

今後の研究の推進方策

これまでのモデルではジョブの処理時間及びサーバの起動時間が指数分布や相型分布など限定的な分布で解析した.今後の方策として,これらの分布をより汎用性の高いものに変えて解析することで,これらの分布がどのようにシステムの性能に影響を与えているかを詳しく調べる.加えて,更に大規模システムの評価に向けて,サーバ数が無限大に近づく場合の電力消費量などの性能評価量の導出を目指す.

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍より,出張などの一部が実施できず,少しの金額が次年度に使うことにした.具体的に英文書籍を購入する予定である.

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 9件、 査読あり 16件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Ghent University(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      Ghent University
  • [国際共同研究] Eindhoven University of Technology(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Eindhoven University of Technology
  • [国際共同研究] Tomsk University(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      Tomsk University
  • [国際共同研究] Chiao Tung University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Chiao Tung University
  • [雑誌論文] Analyzing vertical and horizontal offloading in federated cloud and edge computing systems2022

    • 著者名/発表者名
      Akutsu Kohei、Phung-Duc Tuan、Lai Yuan-Cheng、Lin Ying-Dar
    • 雑誌名

      Telecommunication Systems

      巻: 79 ページ: 447~459

    • DOI

      10.1007/s11235-021-00864-0

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Diffusion Limit for Single-Server Retrial Queues with Renewal Input and Outgoing Calls2022

    • 著者名/発表者名
      Nazarov Anatoly、Phung-Duc Tuan、Paul Svetlana、Lizyura Olga
    • 雑誌名

      Mathematics

      巻: 10 ページ: 948~948

    • DOI

      10.3390/math10060948

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] To wait or not to wait: Strategic behaviors in an observable batch-service queueing system2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Hung Q.、Phung-Duc Tuan
    • 雑誌名

      Operations Research Letters

      巻: 50 ページ: 343~346

    • DOI

      10.1016/j.orl.2022.04.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Analysis of Dynamic Block-setup Reservation Algorithm for 5G Network Slicing2022

    • 著者名/発表者名
      Hsieh Cheng-Ying、Phung-Duc Tuan、Ren Yi、Chen Jyh-Cheng
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Mobile Computing

      巻: - ページ: 1~1

    • DOI

      10.1109/TMC.2022.3169034

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Strategic customer behavior and optimal policies in a passenger-taxi double-ended queueing system with multiple access points and nonzero matching times2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Hung Q.、Phung-Duc Tuan
    • 雑誌名

      Queueing Systems

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s11134-022-09786-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Queues with variable service speeds: Exact results and scaling limits2022

    • 著者名/発表者名
      Yajima, Moeko, Phung-Duc Tuan
    • 雑誌名

      The Palgrave Handbook of Operations Research

      巻: - ページ: -

  • [雑誌論文] An M/PH/1 queue with workload-dependent processing speed and vacations2021

    • 著者名/発表者名
      Sakuma Yutaka、Boxma Onno、Phung-Duc Tuan
    • 雑誌名

      Queueing Systems

      巻: 98 ページ: 373~405

    • DOI

      10.1007/s11134-021-09701-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Queueing models for cognitive wireless networks with sensing time of secondary users2021

    • 著者名/発表者名
      Phung-Duc Tuan、Akutsu Kohei、Kawanishi Ken’ichi、Salameh Osama、Wittevrongel Sabine
    • 雑誌名

      Annals of Operations Research

      巻: 310 ページ: 641~660

    • DOI

      10.1007/s10479-021-04118-9

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Queueing analysis of a Car/Ride-Share system2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Ayane、Phung-Duc Tuan、Ando Hiroyasu
    • 雑誌名

      Annals of Operations Research

      巻: 310 ページ: 661~682

    • DOI

      10.1007/s10479-021-04313-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Central Limit Theorem for an M/M/1/1 Retrial Queue with Unreliable Server and Two-Way Communication2021

    • 著者名/発表者名
      Nazarov Anatoly、Phung-Duc Tuan、Paul Svetlana、Lizyura Olga、Shulgina Kseniya
    • 雑誌名

      Communications in Computer and Information Science

      巻: 1391 ページ: 120~130

    • DOI

      10.1007/978-3-030-72247-0_9

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Asymptotic-Diffusion Analysis of Multiserver Retrial Queueing System with Priority Customers2021

    • 著者名/発表者名
      Nazarov Anatoly、Phung-Duc Tuan、Izmailova Yana
    • 雑誌名

      Communications in Computer and Information Science

      巻: 1391 ページ: 236~250

    • DOI

      10.1007/978-3-030-72247-0_18

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mixture Density Networks as a General Framework for Estimation and Prediction of Waiting Time Distributions in Queueing Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Hung Quoc、Phung-Duc Tuan
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13104 ページ: 148~161

    • DOI

      10.1007/978-3-030-91825-5_9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Models of NFV-Based Hybrid Systems for Delay-Sensitive Services2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Mitsuki、Kawamura Kohei、Kawanishi Ken’ichi、Phung-Duc Tuan
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13104 ページ: 181~196

    • DOI

      10.1007/978-3-030-91825-5_11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stationary Analysis of Infinite Server Queue with Batch Service2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Ayane、Phung-Duc Tuan
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13104 ページ: 411~424

    • DOI

      10.1007/978-3-030-91825-5_25

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Tandem Retrial Queue with Common Orbit and Poisson Arrival Process2021

    • 著者名/発表者名
      Nazarov Anatoly、Paul Svetlana、Phung-Duc Tuan、Morozova Mariya
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13104 ページ: 441~456

    • DOI

      10.1007/978-3-030-91825-5_27

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Queueing Analysis of a Mixed Model of Public and Demand Responsive Transportations2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Ayane、Phung-Duc Tuan、Ando Hiroyasu
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13104 ページ: 457~471

    • DOI

      10.1007/978-3-030-91825-5_28

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scaling Limits of a Tandem Retrial Queue with Common Orbit and Poisson Arrival Process2021

    • 著者名/発表者名
      Nazarov Anatoly、Paul Svetlana、Phung-Duc Tuan、Morozova Mariya
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13144 ページ: 240~250

    • DOI

      10.1007/978-3-030-92507-9_20

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Queues: Theory and Applications2021

    • 著者名/発表者名
      Phung-Duc Tuan
    • 学会等名
      2021 Vietnam Operations Research Network Annual Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Queues with Adjustable Service Speed: Exact and Asymptotic Solutions2021

    • 著者名/発表者名
      Phung-Duc Tuan
    • 学会等名
      13th International Workshop on Retrial Queues and Related Topics (WRQ 2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Performance Engineering and Stochastic Modeling2021

    • 著者名/発表者名
      Paolo Ballarini, Hind Castel, Ioannis Dimitriou, Mauro Iacono, Tuan Phung-Duc, Joris Walraevens
    • 総ページ数
      490
    • 出版者
      Springer Cham
    • ISBN
      978-3-030-91824-8
  • [備考]

    • URL

      https://www.sk.tsukuba.ac.jp/~tuan/

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公開日: 2022-12-28  

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