Credit: CC0公共领域丹麦研究人员开发的一种优雅的新算法可以显著降低世界计算机服务器的资源消耗。计算机服务器对气候的压力相当于全球空中交通的总和，从而使信息技术的绿色转型成为当务之急。来自哥本哈根大学的研究人员预计，主要的信息技术公司将立即部署该算法。我们失控的互联网使用的另一面是它对气候的影响，因为计算机服务器消耗了大量的电力。数据中心目前的二氧化碳排放量相当于全球空中交通的总和，预计排放量将在短短几年内翻一番。
米克尔·托鲁普教授是一组研究人员中的一员，他们开发了一种算法，通过创造一种开创性的方法来简化计算机服务器的工作流程，从而解决了这个问题的一部分。他们的工作节省了能源和资源。包括Vimeo和d Google在内的科技巨头热情地在他们的系统中实现了该算法，在线视频平台Vimeo报告称，该算法使他们的带宽使用减少了8倍。
现在，托鲁普和两位UCPH研究员已经完善了这个已经很聪明的算法，使得解决计算机系统中的一个基本问题成为可能——事实上，一些服务器变得过载，而其他服务器还有剩余容量——比现在快很多倍。
“我们找到了一种算法，可以一劳永逸地消除服务器过载的主要原因之一。我们最初的算法是对业界做事方式的巨大改进，但这个版本要好得多，并且尽可能减少资源使用。此外，它对所有人都是免费使用的，”哥本哈根大学计算机科学系的托鲁普教授说，他与该系的同事安德斯·阿曼德和雅各布·贝克·特伊斯·努森一起开发了该算法。
飙升的互联网流量
该算法解决了服务器变得过载的问题，因为它们从客户端接收的请求超过了它们能够处理的能力。这种情况发生在用户涌入观看某部Vimeo视频或网飞电影时。因此，系统经常需要多次转移客户端，以实现服务器之间的平衡分布。
实现这种平衡所需的数学计算异常困难，因为系统中可能涉及多达10亿台服务器。而且，随着新客户端和服务器的加入和离开，它会不断变化。这会导致拥堵和服务器故障，以及影响整体气候影响的资源消耗。
“随着互联网流量的爆炸性增长，这个问题将继续加剧。因此，我们需要一个不依赖于所涉及的服务器数量的可扩展解决方案。我们的算法恰恰提供了这样的解决方案，”托鲁普解释道。
根据美国信息技术公司思科的数据，2017年至2022年间，互联网流量预计将增加两倍。明年，在线视频将占所有互联网流量的82%。
从100步到10步
新算法确保客户端尽可能均匀地分布在服务器之间，尽可能少地移动它们，并尽可能在本地检索内容。
例如，为了确保客户端在服务器之间的分布平衡，使得没有服务器比其他服务器负担重10%以上，旧算法可能通过移动客户端100次来处理更新。即使系统中有数十亿个客户端和服务器，新算法也可以将这一数量减少到10次。数学上说:如果平衡保持在1+1/X的因子内，从X2到X的移动次数的改善通常是不可能改善的。
由于许多大型信息技术公司已经实现了托鲁普教授的原始算法，他相信工业将立即采用新算法——并且它可能已经在使用中。
研究表明，全球数据中心每年消耗超过400太瓦时的电力。这约占全球温室气体排放总量的2 %,目前相当于全球空中交通的所有排放量。预计到2025年，数据中心的用电量将翻一番。
根据丹麦气候变化委员会的数据，一个大型数据中心的耗电量相当于丹麦总耗电量的4%。
米克尔·托鲁普是哥本哈根大学计算机科学系BARC研究中心(哥本哈根基础算法研究)的负责人。BARC将哥本哈根定位为世界上算法设计和分析基础研究第四好的地方。BARC由VIILUM基金会资助。
这篇研究文章刚刚在著名的STOC 2021会议上发表。这篇文章的免费版本可以在这里阅读:https://arxiv.org/abs/2104.05093
阅读Vimeo工程博客，了解Mikkel托鲁普算法的实现
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
