一種能源成本感知調(diào)度方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種能源成本感知調(diào)度方法，包括以下步驟：建立能源成本感知調(diào)度模型；獲取作業(yè)J啟動(dòng)運(yùn)行的時(shí)間范圍；選擇能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)點(diǎn)列表；判斷是否能夠找到能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)點(diǎn)列表，若是則執(zhí)行下一步，若否則表明在作業(yè)J的最后完成期限之前找不到足夠的資源啟動(dòng)運(yùn)行作業(yè)；所述作業(yè)J從能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間開始在節(jié)點(diǎn)列表運(yùn)行。本發(fā)明專利技術(shù)能源成本感知調(diào)度方法從時(shí)間和空間兩個(gè)維度減少異構(gòu)集群計(jì)算的能源成本；在系統(tǒng)利用率為9.5%的時(shí)候，能夠減少72.5%的能源成本；該發(fā)明專利技術(shù)能夠減少系統(tǒng)利用率的波動(dòng)，從而減少節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)的次數(shù)；能源感知調(diào)度算法對(duì)作業(yè)調(diào)度有促進(jìn)作用。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種能源成本感知調(diào)度方法
本專利技術(shù)涉及調(diào)度方法，具體涉及一種能源成本感知調(diào)度方法。
技術(shù)介紹
能耗是制約高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展和應(yīng)用推廣的重要瓶頸，而作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)是高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)的應(yīng)用管理軟件，其功能與性能直接關(guān)系到整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率以及能耗。作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)也成作業(yè)管理系統(tǒng)，管理集群計(jì)算資源和作業(yè)。舊的作業(yè)調(diào)度軟件更多關(guān)注的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率而忽視其能耗成本。作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)中，作業(yè)管理由資源管理器、隊(duì)列管理器和調(diào)度器組成，資源管理器管理集群的硬件資源及認(rèn)證信息等，隊(duì)列管理器管理當(dāng)前所有已提交但還未完成的作業(yè)，調(diào)度器為作業(yè)分配資源。高性能計(jì)算機(jī)領(lǐng)域往往更注重計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率，勢(shì)必對(duì)能耗成本有所忽略。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供一種能源成本感知調(diào)度方法，從時(shí)間和空間兩個(gè)維度減少異構(gòu)集群計(jì)算的能源成本，促進(jìn)作業(yè)調(diào)度。為了實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采取如下技術(shù)方案：一種能源成本感知調(diào)度方法，所述方法包括以下步驟：步驟1：建立能源成本感知調(diào)度模型；步驟2：獲取作業(yè)J啟動(dòng)運(yùn)行的時(shí)間范圍；步驟3：選擇能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)點(diǎn)列表；步驟4：判斷是否能夠找到能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)點(diǎn)列表，若是則執(zhí)行下一步，若否則表明在作業(yè)J的最后完成期限之前找不到足夠的資源啟動(dòng)運(yùn)行作業(yè)；步驟5：所述作業(yè)J從能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間開始在節(jié)點(diǎn)列表運(yùn)行。所述步驟1中，建立能源成本感知調(diào)度模型過程如下：假設(shè)作業(yè)J在節(jié)點(diǎn)N1和節(jié)點(diǎn)N2上運(yùn)行，所述節(jié)點(diǎn)N1和節(jié)點(diǎn)N2的性能功耗比平均值表示為所述節(jié)點(diǎn)N1和節(jié)點(diǎn)N2的總功率表示為P，運(yùn)行期間，t1時(shí)間段的電價(jià)為p1，t2時(shí)間段的電價(jià)為p2，作業(yè)J的計(jì)算量表示為c，作業(yè)J的性能表示為s，于是由公式(2)得到所述節(jié)點(diǎn)N1和N2的總功率P為那么作業(yè)J的能源成本Cost為Cost＝P*t1*p1+P*t2*p2(4)由公式(3)和(4)得記在時(shí)間t1+t2內(nèi)加權(quán)的能源價(jià)格平均值為那么由公式(5)和(6)得所述步驟2包括以下步驟：步驟2-1：遍歷集群的資源預(yù)留時(shí)間表，計(jì)算集群將來不同時(shí)間段滿足作業(yè)J要求的空閑節(jié)點(diǎn)數(shù)量；步驟2-2：合并能夠運(yùn)行作業(yè)J的時(shí)間范圍；步驟2-3：減去作業(yè)J的估計(jì)運(yùn)行時(shí)間得到作業(yè)J啟動(dòng)運(yùn)行的時(shí)間范圍。所述步驟3中，從作業(yè)J的啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)間范圍中選擇能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)點(diǎn)列表，在啟動(dòng)時(shí)間范圍內(nèi)每隔一個(gè)小時(shí)間段計(jì)算一次作業(yè)運(yùn)行的能源成本，比較每個(gè)時(shí)刻的能源成本并選出成本最低的時(shí)間段和節(jié)點(diǎn)；每個(gè)時(shí)刻的能源成本由公式(7)得到，具體包括以下步驟：步驟3-1：獲得作業(yè)J在該時(shí)刻的最佳節(jié)點(diǎn)列表，以及節(jié)點(diǎn)的平均性能功耗比；步驟3-2：計(jì)算以該時(shí)刻作為開始時(shí)刻，在作業(yè)J估計(jì)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)能源價(jià)格的平均值；步驟3-3：得到該時(shí)刻的能源成本。所述步驟4中，若不能找到能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)點(diǎn)列表，則表明在作業(yè)的最后完成期限之前找不到足夠的資源啟動(dòng)運(yùn)行作業(yè)，于是用戶在提交作業(yè)時(shí)指定作業(yè)在最后期限之前不能完成的處理方式。所述處理方式包括軟最后期限處理方式和硬最后期限處理方式。所述軟最后期限處理方式中，最后期限只供作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)參考，用于優(yōu)化集群的性能，超過期限后，則把作業(yè)當(dāng)作普通的沒有最后期限的作業(yè)對(duì)待。所述硬最后期限中，超出最后期限后掛起或者刪除作業(yè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果在于：1.能源成本感知調(diào)度方法從時(shí)間和空間兩個(gè)維度減少異構(gòu)集群計(jì)算的能源成本；2.在系統(tǒng)利用率為9.5％的時(shí)候，能夠減少72.5％的能源成本；3.該專利技術(shù)能夠減少系統(tǒng)利用率的波動(dòng)，從而減少節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)的次數(shù)；4.節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)次數(shù)明顯減少，節(jié)點(diǎn)總啟動(dòng)次數(shù)比使用該方法前、平緩參數(shù)配置時(shí)減少了將近80％，能源感知調(diào)度算法對(duì)作業(yè)調(diào)度有促進(jìn)作用。附圖說明圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例中作業(yè)J啟動(dòng)運(yùn)行的時(shí)間范圍示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。一種能源成本感知調(diào)度方法，所述方法包括以下步驟：步驟1：建立能源成本感知調(diào)度模型；步驟2：獲取作業(yè)J啟動(dòng)運(yùn)行的時(shí)間范圍；步驟3：選擇能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)點(diǎn)列表；步驟4：判斷是否能夠找到能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)點(diǎn)列表，若是則執(zhí)行下一步，若否則表明在作業(yè)J的最后完成期限之前找不到足夠的資源啟動(dòng)運(yùn)行作業(yè)；步驟5：所述作業(yè)J從能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間開始在節(jié)點(diǎn)列表運(yùn)行。能源成本感知調(diào)度算法ECAS基于兩個(gè)方面原理：一、從時(shí)間上看，在不同的時(shí)間段完成相同的計(jì)算量的能源成本是不一樣的；首先，不同時(shí)間段的電價(jià)不一樣，例如上海的兩部制分時(shí)電價(jià)計(jì)費(fèi)方式將一天分為三類時(shí)間段：峰時(shí)段、平時(shí)段和谷時(shí)段。不同時(shí)間段的電價(jià)差別非常大，例如夏季峰時(shí)段電價(jià)為1.232元/千瓦時(shí)而谷時(shí)段的電價(jià)為0.291元/千瓦時(shí)；其次，不同時(shí)間段室外溫度不一樣，造成數(shù)據(jù)中心的冷卻成本不一樣。二、從空間上看，在不同性能功耗比的節(jié)點(diǎn)上完成相同的計(jì)算量的成本也是不一樣的，例如雙路的XeonX5670服務(wù)器和Xeon5160服務(wù)器的峰值功率都為250W，但是前者性能是后者的5倍，也就是說對(duì)于CPU密集型作業(yè)，前者只需要后者的1/5時(shí)間就能完成，能夠節(jié)省80％的電能。所述步驟1中，建立能源成本感知調(diào)度模型過程如下：假設(shè)作業(yè)J在節(jié)點(diǎn)N1和節(jié)點(diǎn)N2上運(yùn)行，所述節(jié)點(diǎn)N1和節(jié)點(diǎn)N2的性能功耗比平均值表示為(單位為flow/W)，所述節(jié)點(diǎn)N1和節(jié)點(diǎn)N2的總功率表示為P，運(yùn)行期間，t1時(shí)間段的電價(jià)為p1，t2時(shí)間段的電價(jià)為p2，作業(yè)J的計(jì)算量表示為c，作業(yè)J的性能表示為s，于是由公式(2)得到所述節(jié)點(diǎn)N1和N2的總功率P為那么作業(yè)J的能源成本Cost為Cost＝P*t1*p1+P*t2*p2(4)由公式(3)和(4)得記在時(shí)間t1+t2內(nèi)加權(quán)的能源價(jià)格平均值為那么由公式(5)和(6)得對(duì)于同一作業(yè)來說，計(jì)算量c不變，所以比較在不同的時(shí)間以及不同的節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行作業(yè)的能源成本只需要比較加權(quán)的能源價(jià)格平均值除以節(jié)點(diǎn)的平均能效比的大小。ECAS算法基于預(yù)留回填算法，系統(tǒng)維護(hù)一個(gè)資源預(yù)留時(shí)間表，從時(shí)間和本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種能源成本感知調(diào)度方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：步驟1：建立能源成本感知調(diào)度模型；步驟2：獲取作業(yè)J啟動(dòng)運(yùn)行的時(shí)間范圍；步驟3：選擇能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)點(diǎn)列表；步驟4：判斷是否能夠找到能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)點(diǎn)列表，若是則執(zhí)行下一步，若否則表明在作業(yè)J的最后完成期限之前找不到足夠的資源啟動(dòng)運(yùn)行作業(yè)；步驟5：所述作業(yè)J從能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間開始在節(jié)點(diǎn)列表運(yùn)行。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種能源成本感知調(diào)度方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：步驟1：建立能源成本感知調(diào)度模型；步驟2：獲取作業(yè)J啟動(dòng)運(yùn)行的時(shí)間范圍；步驟3：選擇能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)點(diǎn)列表；步驟4：判斷是否能夠找到能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間和節(jié)點(diǎn)列表，若是則執(zhí)行下一步，若否則表明在作業(yè)J的最后完成期限之前找不到足夠的資源啟動(dòng)運(yùn)行作業(yè)；步驟5：所述作業(yè)J從能源成本最低的啟動(dòng)時(shí)間開始在節(jié)點(diǎn)列表運(yùn)行；所述步驟1中，建立能源成本感知調(diào)度模型過程如下：假設(shè)作業(yè)J在節(jié)點(diǎn)N1和節(jié)點(diǎn)N2上運(yùn)行，所述節(jié)點(diǎn)N1和節(jié)點(diǎn)N2的性能功耗比平均值表示為所述節(jié)點(diǎn)N1和節(jié)點(diǎn)N2的總功率表示為P，運(yùn)行期間，t1時(shí)間段的電價(jià)為p1，t2時(shí)間段的電價(jià)為p2，作業(yè)J的計(jì)算量表示為c，作業(yè)J的性能表示為s，于是由公式(2)得到所述節(jié)點(diǎn)N1和N2的總功率P為那么作業(yè)J的能源成本Cost為Cost＝P*t1*p1+P*t2*p2(4)由公式(3)和(4)得記在時(shí)間t1+t2內(nèi)加權(quán)的能源價(jià)格平均值為那么由公式(5)和(6)得

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林霞，梁曉湛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：曙光信息產(chǎn)業(yè)北京有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：