Arquitetura de um cluster computacional de baixo consumo e com proporcionalidade energética

• Autor(a) principal: Alves Filho, Sebastião Emídio
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24935
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA E DE COMPUTAÇÃO; Computação verde; Eficiência energética; Proporcionalidade de hardware; Computação distribuída; Dispositivos de baixo consumo

Um dos principais desafios da Computação Verde é obter uma melhor relação entre a quantidade de trabalho realizada pela infraestrutura computacional e o gasto energético para mantê-la, isto é, uma melhor eficiência energética. Este trabalho apresenta a arquitetura de um cluster computacional de baixo consumo energético que é capaz de ligar ou desligar, de forma dinâmica e automática, um determinado número de máquinas. A quantidade de máquinas ligadas é proporcional à demanda de trabalho a cada momento, o que evita ligar equipamentos desnecessariamente e aumenta a eficiência do sistema. Para o seu desenvolvimento propõe-se e discute-se um modelo teórico que é implementado através de um cluster composto por dispositivos Raspberry Pi chamado NPi-Cluster. Para atestar a eficiência do modelo proposto são mostrados resultados experimentais nos quais o cluster é usado como um servidor web com balanceamento de carga. Os dados obtidos mostram que o NPi-Cluster tem um desempenho adequado quando comparado a outros servidores que rodam em arquiteturas tradicionais, mas com um consumo energético menor. Um cluster com 7 máquinas usando sua capacidade máxima atende a mais de 450 requisições simultâneas numa taxa de cerca de 1000 transações por segundo. Para fazê-lo o cluster consome cerca de 15 Watts, o equivalente a uma lâmpada econômica ou um computador em modo suspenso que não realiza qualquer atividade. Quando a demanda é baixa o consumo de energia com as máquinas é reduzido dinamicamente, chegando a menos de 2Watts. Além de ser capaz de lidar com cargas de trabalhos com boa qualidade de serviço, o cluster também provê alta disponibilidade evitando pontos únicos de falha.