Costruire un cloud che sia sostenibile, intelligente ed efficiente dal punto di vista energetico

Che si tratti di condividere dei file mediante Dropbox, salvare delle immagini su Google Drive o effettuare un ordine su Amazon, noi tutti usiamo quello che è comunemente chiamato il “cloud” per le nostre necessità informatiche di base. Ma sapevate che il tipico server del cloud funziona approssimativamente solo al 20 % della sua capacità di calcolo? Di fatto, il cloud è ora responsabile di quasi il 10 % del consumo totale di elettricità nel mondo, e questo significa che l’attuale modello di cloud computing semplicemente non è sostenibile.

Il progetto CLOUDLIGHTNING, finanziato dall’UE, intende cambiare questa situazione creando un cloud più efficiente, sostenibile e incentrato sull’utente. Il progetto sta lavorando per sviluppare un’infrastruttura intelligente ed efficiente dal punto di vista energetico per il cloud computing che fornirà risparmi energetici ai provider di servizi cloud e semplificherà l’accesso agli utenti della nuvola. Usando delle risorse eterogenee di elaborazione, il progetto ritiene di poter aumentare la capacità di calcolo del cloud dallo scarso 20 % di oggi a un più sostenibile 80 %.

Dietro alla nuvola

Potrebbe essere difficile comprendere come mai il cloud computing possa essere così inefficiente. Dopo tutto, l’intera idea del cloud è che non abbiamo più bisogno di avere file, dati o hardware fisici. Tuttavia, dietro al cloud ci sono degli enormi e omogenei centri di elaborazione dati formati da un grande numero di macchine, componenti e hardware, un modello che secondo i ricercatori di CLOUDLIGHTNING riduce la potenza computazionale di calcolo e limita ciò che alcuni utenti della nuvola informatica sono in grado di fare.

Come esempio emblematico, prendiamo il calcolo ad alte prestazioni (high performance computing, HPC) usato dalla comunità tecnico-scientifica – una comunità le cui esigenze non sono soddisfatte dalla natura mercificata del cloud omogeneo di oggi. Il loro utilizzo delle risorse del cloud, ad esempio, non è sempre prevedibile e tende a crescere e diminuire. Visto che i provider del cloud di oggi non offrono la possibilità di configurare le risorse disponibili in un modo che sia in grado di soddisfare questi bisogni unici, la nuvola informatica non viene semplicemente usata per lʼHPC.

Secondo una relazione recentemente pubblicata dal progetto CLOUDLIGHTNING, il team del progetto ha scoperto che tale inflessibilità ha portato gli utenti HPC a sviluppare un senso generale di sfiducia verso il cloud. In particolare, essi nutrono preoccupazioni nei confronti delle capacità di gestione dei dati del cloud computing, inclusa la mancanza di un’infrastruttura cloud capace di soddisfare i requisiti delle comunicazioni e I/O del calcolo tecnico di alto livello.

Un altro problema con il sistema attuale è che esso incoraggia i provider del cloud a sovradimensionare le loro risorse di calcolo in modo da consentire gli imprevisti picchi nella domanda degli utenti. Lo svantaggio di questa abitudine, tuttavia, è che essa porta a decine di migliaia di server del cloud situati nei centri di elaborazione dati in giro per il mondo che funzionano, e consumano energia, anche se non vengono in effetti utilizzati.

Un’idea eterogenea

CLOUDLIGHTING mira a superare queste barriere al cloud computing sviluppando un’infrastruttura cloud efficiente dal punto di vista energetico che semplificherà l’accesso alle risorse del cloud. La soluzione proposta prevede la creazione di un sistema eterogeneo del cloud che combina una potenza di calcolo ad alte prestazioni con l’uso efficiente dal punto di vista energetico di differenti tipi di hardware e server capaci di lavorare assieme. Più tecnicamente, il progetto propone una nuova gestione e architettura di erogazione del cloud basate sui principi della auto-organizzazione e auto-gestione, che spostano lo sforzo di installazione e ottimizzazione dal consumatore alla struttura software che funziona nell’infrastruttura cloud.

L’obiettivo principale del progetto è quello di affrontare l’uso inefficiente delle risorse e, di conseguenza, di fornire risparmi sia al provider che all’utente del cloud in termini di ridotto consumo energetico e migliore erogazione del servizio. Anche se il progetto è ancora in corso, esso ha già pubblicato dei casi d’uso relativi a tre settori di impiego – genomica, ricerca di petrolio e gas, e tracciamento raggi – che verranno usati per convalidare i modelli di gestione ed erogazione di CLOUDLIGHTNING.

Il prossimo passo del progetto, dopo i primi promettenti risultati, sarà quello di lanciare un banco di prova che gestisce la struttura software di CLOUDLIGHTNING. I ricercatori fanno notare che questo banco di prova raccoglierà i dati della strumentazione che successivamente serviranno da base per simulazioni su grande scala di cloud eterogenei auto-organizzati e auto-gestiti iperscalabili.

Per maggiori informazioni, consultare:
Sito web del progetto