GreenSKUs: Neue Wege für nachhaltige Cloud Computing Effizienz

Eine Gruppe von Forschern von Microsoft, der Carnegie Mellon Universität und der University of Washington hat eine neue Methode zur Server-Entwicklung namens „GreenSKUs“ entwickelt. Diese innovative Herangehensweise konzentriert sich auf die Wiederverwendung von Teilen wie RAM-Modulen und SSDs aus stillgelegten Servern anstelle des herkömmlichen Ansatzes des Entsorgens nach nur 3-5 Jahren Nutzung.

Rückwärtskompatibilität ermöglicht Wiederverwendung

Der Schlüssel zu GreenSKUs liegt in der Nutzung der Rückwärtskompatibilität. Dank Technologieentwicklungen, wie den Compute Express Link (CXL) Controllern, können verschiedene Generationen von Speichermodulen wie DDR4 und DDR5 miteinander kompatibel gemacht werden. Dadurch können ältere Komponenten ohne signifikanten Leistungsverlust wiederverwendet werden. Um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten, haben die Forscher einen Rahmen geschaffen, der die Wiederverwendbarkeit von Komponenten bewertet und Teile identifiziert, die keine inakzeptablen Leistungsabfälle oder übermäßigen Energieverbrauch verursachen.

Neben der Hardware fügt GreenSKUs eine Softwareebene hinzu, um die Leistung weiter zu verfeinern und festzustellen, welche Rechenaufgaben für GreenSKUs im Vergleich zu Standard-Azure-Servern am besten geeignet sind. Durch die Integration von energieeffizienten AMD Bergamo Prozessoren zusammen mit wiederverwendetem RAM und SSDs von stillgelegten Servern, hilft GreenSKUs, die mit der Hardwareproduktion verbundenen Emissionen zu reduzieren.

Die GreenSKUs-Initiative zielt darauf ab, den CO2-Ausstoß von Servern um bis zu 8% zu reduzieren. Ein weitreichender Einsatz dieser Technik könnte die globalen Kohlenstoffemissionen um 0,1-0,2% senken – vergleichbar mit den Emissionen des gesamten Smartphone-Verbrauchs in den USA.

Das Projekt begegnet auch Herausforderungen, wie z.B. Latenzzeiten und reduzierter Arbeitsspeicherbandbreite durch wiederverwendete RAM-Module. Diese wurden mit Techniken wie dem Memory Pooling überwunden. Ebenso wurden niedrigere Lesegeschwindigkeiten in SSDs mittels RAID-Striping behoben. Trotz einiger Einschränkungen wie geringerer Cache-Leistung bei AMD Bergamo-Prozessoren, wurde ein umfassender Rahmen entwickelt, um sicherzustellen, dass jeder Serverkonfiguration die Azure-Anforderungen erfüllt.

Dieses wegweisende Projekt könnte einen wichtigen Beitrag zur Verringerung des CO2-Ausstoßes leisten und die Effizienz im Bereich Cloud Computing deutlich steigern. Via IEEE Spectrum.