用于计算中心中的预测性功率管理的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及用于计算中心中的预测性功率管理的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 计算中心提供对多个物理计算机器的访问。计算中心的示例包括数据中心或数据 仓库、计算机集群和服务器农场。通常，计算中心针对变化的使用水平而设计，以使通常的 使用处于中心的计算容量内。在使用处于容量以下时，闲置的机器可以以减小的功率操作 或甚至完全关闭。例如，在一些计算中心中，每个物理计算机器能够托管虚拟机。虚拟机提 供通常经由网络可访问的各种计算服务。每个物理机器通常可以托管多个虚拟机。在使用 处于容量以下时，一些物理机器是闲置但耗费能量的；这些机器可以被断电。如果物理机器 是可用的，则对于新虚拟机的请求可以通过活动的物理机器来处理，否则另一个物理机器 可能需要被激活，例如通电。通过激活物理机器而导致的延迟可能在满足对新虚拟机的请 求中产生不期望的滞后时间。这些延迟可以通过维持闲置物理机器来避免。然而，在闲置 物理机器上消耗能量可能是浪费且昂贵的。
【发明内容】
[0003] 本公开的方面和实施方式针对用于计算中心中的预测性功率管理的系统和方法。 一般而言，在一些实施方式中，用于在多处理器计算环境中节约资源的系统监控该环境中 处理器的使用，并维护在多个周期性间隔的每一个中发生的使用改变的排序列表。该系统 使用排序列表根据可配置的参数预测有多少处理器需要在后续间隔期间是可用的。在一些 实施方式中，监控的间隔是连续的，并且直接在后续间隔之前。在一些实施方式中，一周期 性间隔期间的使用改变被确定为该周期性间隔期间活动繁忙处理器的最大数目和该周期 性间隔的活动繁忙处理器的初始数目之间的差值。
[0004] 至少一个方面针对在多处理器计算环境中节约资源的系统，所述系统包括具有网 络连接、计算机存储器和一个或多个计算机处理器的至少一个监控系统。所述处理器被配 置为在多个周期性间隔期间监控多处理器计算环境中的一个或多个处理器的使用，其中每 个周期性间隔具有多个活动繁忙处理器和多个活动闲置处理器。所述处理器被配置为针对 每个周期性间隔，根据所述监控确定表示在相应的间隔期间活动繁忙处理器的数目的改变 的增量值。所述处理器被配置为维护增量值的排序列表，并使用可配置的分位数和可配置 的置信，根据所述排序列表确定后续间隔的预测增量值。所述处理器被配置为促使所述多 处理器计算环境中的多个处理器在非活动状态和活动闲置状态之间转换，其中转换的处理 器的数目基于所述预测增量值。
[0005] 至少一个方面针对在多处理器计算环境中节约资源的方法。所述方法包括由数据 处理系统在多个周期性间隔期间监控多处理器计算环境中的一个或多个处理器的使用，其 中每个周期性间隔具有多个活动繁忙处理器和多个活动闲置处理器。所述方法包括针对每 个周期性间隔，根据所述监控确定表示在相应的间隔期间活动繁忙处理器的数目的改变的 增量值。所述方法包括维护增量值的排序列表，并使用可配置的分位数和可配置的置信，根 据所述排序列表确定后续间隔的预测增量值。所述方法包括促使所述多处理器计算环境中 的多个处理器在非活动状态和活动闲置状态之间转换，其中转换的处理器的数目基于所述 预测增量值。
[0006] 在一些实施方式中，监控包括观察每个周期性间隔的活动繁忙处理器的初始数目 以及观察在每个周期性间隔期间活动繁忙处理器的最大数目。在一些实施方式中，确定周 期性间隔的增量值包括至少计算在该周期性间隔期间活动繁忙处理器的最大数目和该周 期性间隔的活动繁忙处理器的初始数目之间的差值。在一些实施方式中，监控系统在多处 理器计算环境的外部。在一些实施方式中，所述周期性间隔是连续的，并且后续间隔与所述 多个周期性间隔连续。在一些实施方式中，维护增量值的排序列表包括至少在新的周期性 间隔之后将新的值加入所述排序列表并从所述排序列表中移除最旧的条目。在一些实施方 式中，增量值的排序列表是链表。在一些实施方式中，促使处理器在非活动状态和活动闲置 状态之间转换包括以下中的一个或多个：（i)给非活动处理器通电；（ii)使活动闲置处理 器断电；（iii)将非活动处理器从低功率状态唤醒；（iv)将活动闲置处理器置于低功率状 态；以及（v)向处理器控制系统发送指令。在一些实施方式中，被促使转换的处理器的数目 等于预测增量值。在一些实施方式中，后续间隔基本上与促使多个处理器在非活动状态和 活动闲置状态之间转换同时开始。
[0007] 以下具体讨论这些和其他方面和实施例。前述信息和下面的具体描述包括各方面 和实施例的说明性示例，并提供理解所要求的方面和实施例的性质与特征的概述或框架。 附图提供图示及各方面和实施例的进一步理解，并被并入且构成本说明书的一部分。
【附图说明】
[0008] 附图不打算按比例绘制。在各个附图中相同的附图标记和标示指示相同的元件。 为了清晰起见，每一幅附图中可以不标注每一个部件。在附图中：
[0009] 图1是示出网络环境的实施例的框图，其中设备可以经由网络与计算中心通信；
[0010] 图2是示出结合这里所描述的系统和方法而有用的计算机的一般架构的框图；
[0011] 图3是不出托管使用随时间的图；
[0012] 图4是示出转换概率的状态图；
[0013] 图5是示出用于预测所需机器的数目的方法的流程图；以及
[0014] 图6是示出用于预测性功率管理的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015] 以下是在多处理器计算环境中用于保存资源的方法、装置和系统的实施例及所涉 及的各个概念的更具体描述。上面引入并在以下更具体讨论的各个概念可以以多种方式中 的任意一种实施，因为所描述的概念并不限于任何特定的实施方式。【具体实施方式】和应用 的示例主要为了示意性目的而提供。
[0016] 图1示出包括经由网络110可接入的计算中心的广义联网计算环境。计算中心 120提供对物理服务器130(例如，物理服务器130a-n)的访问。控制器140确定哪个物理 服务器130是活动的。物理服务器130托管虚拟服务器150 (例如，虚拟服务器150a-n)。 远程服务器160和其他接入设备170经由网络110接入计算中心120。例如，接入设备170 经由网络路径180接入虚拟服务器150b。
[0017] 接入设备170可以是任意计算设备。例如，接入设备170可以是个人计算机、服务 器、手提电脑、笔记本电脑、平板电脑、个人数字助理、智能电话、游戏设备、电视机、机顶盒 或其他专用计算平台，或结合网络使用的任意其他计算设备。结合图2更具体地描述计算 设备。通常，接入设备170或其使用者是计算中心120提供的服务的用户。接入设备170 的使用者可以使用供应商提供的服务，并且供应商可以经由计算中心120提供那些服务， 以使使用者未意识到或未关注计算中心120的性质。示例是使用者访问由虚拟服务器150b 托管的网站一一使用者消费了服务，而不会关注底层基础设施。
[0018] 远程服务器160可以是任意计算设备。远程服务器160可以等效于接入设备170。 通常，远程服务器160的使用者或管理员从管理的角度与计算中心120通信，例如以配置通 过接入设备170使用的服务。例如，公司实体可以使用远程服务器160在由计算中心120 中的物理服务器130托管的虚拟服务器150上建立网站，并且接入设备170可以例如经由 网络路径180从该网站提取网页。与接入设备170的使用者相比，远程服务器160的管理 员或使用者可能更多地关注于底层基础设施。
[0019] 计算中心120提供对多个物理计算机器130的访问。计算中心的示例包括数据中 心或数据仓库、计算机集群和服务器农场。如图1中所示，计算中心120是操作托管虚拟服 务器150的物理服务器130的服务器农场。然而，在一些实施方式中，物理服务器130提供 除了虚拟机托管之外的服务。通常，计算中心120对物理服务器130的维护负责。计算中 心120提供诸如外壳、冷却、能量和安全的基础设施。虽然示出为单个单元，但是计算中心 可以是作为单个中心操作的多个位置的集合。例如，计算中心120可以是地理上不同位置 中的服务器的组合。这种多元性针对来自本地事件的破坏提供保护。例如，在一个位置处的 自然灾害会留下其余位置可操作，并且计算中心能够继续提供服务，即使是以减少的容量。 地理多元性还可以提供减少能量成本的优势。
[0020] 通过计算中心120操作的物理服务器130每个都可以是任意计算设备。如图1所 示，物理服务器托管虚拟服务器150。每个物理服务器130可以托管多个虚拟服务器150。 例如，物理服务器130a可以托管虚拟服务器150a和另外的虚拟服务器。物理服务器可以 共享计算中心120内的资源。例如，物理服务器130可以接入在计算中心120内托管的共 享存储区域网络（SAN)。
[0021] 在一些实施方式中，控制器140将请求引导到各个物理服务器130,使物理服务器 130改变可用性状态，并且通常控制计算中心120。改变可用性状态可以包括使物理服务器 130通电、断电、进入低功率状态、重启、开启虚拟服务器150、停止虚拟服务器150或者开启 或停止任意其他服务。控制器可以是计算中心120中的物理服务器130。控制器可以是在 物理服务器130上运行的虚拟服务器150。控制器可以是外部系统，诸如图1中所示的控制 器140。控制器140可以处于计算中心120内，可以经由私有网络或专用数据链路与计算中 心120通信，或者控制器140可以使用共享网络110与计算中心120通信。在一些实施方 式中，各物理服务器例如经由背板网络（未示