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Emergences

Lettre d'information n° 09

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Entropy éteint les serveurs pour économiser l'électricité

Imaginé par une équipe commune de l'Ecole des Mines de Nantes et de l'Inria, le logiciel Entropy optimise l'utilisation des serveurs afin de réduire la consommation d'énergie. Rencontre avec Jean-Marc Menaud, maître de conférence à l'EMN, le chercheur à l'origine de ce projet de green computing.

Imaginé par une équipe conjointe de l'École des Mines de Nantes et de l'Inria, le logiciel Entropy optimise l'utilisation des serveurs afin de réduire la consommation d'énergie. Rencontre avec Jean-Marc Menaud, maître de conférence à l'EMN de Nantes,  le chercheur à l'origine de ce projet de green computing.

"En 2008, les serveurs internet ont consommé entre 1 et 2% de l'électricité mondiale produite. Soit deux fois plus qu'en 2006." A lui seul, Google aligne désormais  deux millions de machines tournant nuit et jour. "La demande énergétique va continuer à exploser avec l'apparition des nouveaux usages comme le cloud computing, multipliant les applications en ligne ou l'Internet des objets où des milliers de petites puces communicantes se connecteront aux serveurs." L'enjeu est donc de taille pour les entreprises possédant ces infrastructures.

À Nantes, des chercheurs de l'équipe Ascola (1) ont imaginé un début de solution. "Nous avons commencé nos travaux en 2006. Nous ne nous intéressions alors qu'aux grappes de calcul. En observant de près les charges de travail de ces serveurs, nous nous sommes aperçus qu'ils étaient utilisés à moins de 50% de leur capacité tout en fonctionnant 100% du temps. Même constat dans les data centers", ces usines où sont stockés les serveurs web.  De cette observation est née "l'idée de tenter d'économiser l'énergie en s'appuyant sur les technologies de virtualisation (2)." La technique consiste à déplacer des services vers certaines machines pour pouvoir en éteindre d'autres. "Si, on détecte par exemple que trois serveurs physiques ne sont utilisés qu'à 30% de leur capacité, notre système ré-agence toute les activités sur un seul serveur, et arrête les deux autres. Pour l'utilisateur final, l'opération est transparente. "

50% d'économie

La difficulté consiste à bien orchestrer ces déplacements. "On doit gérer les paramètres CPU et mémoire pour s'assurer, tout en occupant le moins de place possible, que les services fonctionneront parfaitement. C'est un peu comme un jeu de Tetris (avec des pièces en deux dimensions) où il faut disposer un maximum de machines virtuelles  (de pièces) sur un minimum de machines physiques (sur un minimum de places sur le plateau de jeu). Quand il y a plusieurs milliers de serveurs, il faut  tout automatiser, observer les pics de charge, et ré-agencer dynamiquement pour assurer une répartition optimale, car plus on éteint, plus on économise."  Combien ? "Suivant la charge des services hébergés dans le data center, jusqu'à 50% de la consommation électrique des serveurs."  Et ce n'est pas tout. Dans le prolongement de ce travail, Jean-Marc Menaud s'intéresse aussi à la climatisation des salles. "Leur refroidissement représente la moitié de la facture électrique. Un simple réagencement physique des serveurs peut déjà permettre d'économiser jusqu'à 20%. Ensuite, éteindre les bonnes machines aux bons endroits peut encore faire gangner 10 à 20% supplémentaire."

Le logiciel créé par l'équipe nantaise s'appelle Entropy. Disponible en open source sous licence LGPL, il est actuellement expérimenté chez OrangeLabs, Bull et à la Direction générale des finances publiques (DGFiP). Le projet vient de recevoir l'un des prix de la croissance numérique verte. Retour immédiat : "nous sommes maintenant contactés par des entreprises intéressées par notre solution." À tel point que, si le marché est confirmé,  les chercheurs réfléchiront à la possibilité de constituer une société  pour fournir des prestations de services autour de cette technologie.


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Notes :
(1) Les chercheurs prennent appui sur des outils de virtualisation existants : Xen, VMware, Hyper-V.
(2) Ascola est une équipe-projet commune de l'Ecole des Mines de Nantes et de l'Inria, elle est membre du Lina, le Laboratoire informatique de Nantes Atlantique.