DESC: Type I: Enabling Carbon-Zero Colocation Data Centers via Agile and Coordinated Resource Management
DESC:类型 I:通过敏捷和协调的资源管理实现零碳托管数据中心
基本信息
- 批准号:2324941
- 负责人:
- 金额:$ 60万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-10-01 至 2026-09-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Multi-tenant colocation data centers (a.k.a. colocation) are critical infrastructures to support the booming artificial intelligence industry and digital economy. Rapid expansion in both number and scale of data centers results in formidable energy demand. While both colocation operators and tenants are eager to achieve carbon sustainability and ultimately "carbon-zero", turning this vision into reality faces significant challenges. Given tenants' siloed server management in a colocation, this project aims to answer, how can the combined energy demands be reimagined to make use of the intermittent renewable energy supply to reduce the carbon footprint? How can centers dynamically provision tenants' servers for operational carbon efficiency while addressing the negative impact on servers' lifespan to avoid increases in embodied carbon footprint? And, how can tenants' server power consumption be modulated in an agile manner to track intermittent renewables at a fine granularity? To address these challenging questions, this project proposes to develop (1) a computationally-efficient mechanism to coordinate the allocation of intermittent green energy to different tenants; (2) a learning-based algorithm to dynamically provision tenants' servers to minimize the operational carbon footprint while keeping the embodied carbon footprint low; and (3) an agile server power modulation framework that combines hardware power knobs (DVFS, Sleep states) with software power knobs (multi-power binaries) to enable faster and greater power adaptation to track green energy availability. This project has broader impacts on the industry and the scientific community. To keep the momentum for an environmentally sustainable and healthy data center industry, this project extends the exploration of optimizing owner-operated data centers to a critical and under-explored segment of data centers --- multi-tenant colocation data centers where tenants' server management is siloed. It can catalyze a shift in the management of future data centers and ultimately transforms the way that the artificial intelligence industry and digital economy evolve. This project also includes a significant educational component and provides abundant opportunities to nurture and attract students from under-represented groups to engage in computer science. The research results will be transitioned into the existing curriculum. Further, leveraging the large population of minority students in the PI's institution, this project will bear a profound impact on the education and careers of minority students.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
多租户托管数据中心(又称托管)是支持蓬勃发展的人工智能行业和数字经济的关键基础设施。数据中心数量和规模的快速扩展会导致巨大的能源需求。尽管托管运营商和租户都渴望实现碳的可持续性,并最终“碳零”,但将这种愿景变成现实却面临重大挑战。鉴于租户在托管中的孤立服务器管理,该项目旨在回答,如何重新构想合并的能源需求以利用间歇性可再生能源供应来减少碳足迹?中心如何动态提供租户的服务器,以提高运营碳效率,同时解决对服务器寿命的负面影响以避免体现碳足迹的增加?而且,如何以敏捷的方式调制租户的服务器服务器功耗,以良好的粒度跟踪间歇性可再生能源?为了解决这些具有挑战性的问题,该项目提议开发(1)一种计算有效的机制,以协调间歇性绿色能源对不同租户的分配; (2)一种基于学习的算法,用于动态提供租户的服务器,以最大程度地减少操作碳足迹,同时保持体现的碳足迹低; (3)将硬件功率旋钮(DVF,睡眠状态)与软件功率旋钮(多功能二进制文件)相结合的敏捷服务器电源调制框架,以使更快,更大的功率适应能够跟踪绿色能源的可用性。该项目对行业和科学界产生了更大的影响。为了保持环境可持续和健康的数据中心行业的势头,该项目将优化所有者经营的数据中心的探索扩展到了一个关键且探索不足的数据中心的部分---多租户托管数据中心,其中租户服务器的服务器管理孤立。它可以催化未来数据中心的管理的转变,并最终改变人工智能行业和数字经济的发展方式。该项目还包括一个重要的教育组成部分,并提供了丰富的机会来培育和吸引代表性不足的团体的学生参与计算机科学。研究结果将过渡到现有的课程。此外,该项目利用PI机构中众多少数族裔学生的人口将对少数群体学生的教育和职业产生深远的影响。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子评估来支持支持的,并具有更大的影响。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Shaolei Ren其他文献
TECH: A Thermal-Aware and Cost Efficient Mechanism for Colocation Demand Response
技术:用于主机代管需求响应的热感知且经济高效的机制
- DOI:
10.1109/icpp.2016.60 - 发表时间:
2016 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Ziqi Zhao;Fan Wu;Shaolei Ren;Xiaofeng Gao;Guihai Chen;Yong Cui - 通讯作者:
Yong Cui
Title Extending Demand Response to Tenants in Cloud Data Centers via Non-intrusive Workload Flexibility Pricing Permalink
标题 通过非侵入式工作负载灵活性定价将需求响应扩展到云数据中心的租户 永久链接
- DOI:
- 发表时间:
2016 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Yong Zhan;Shaolei Ren - 通讯作者:
Shaolei Ren
Managing Power Capacity as a First-Class Resource in Multitenant Data Centers
- DOI:
10.1109/mic.2017.2911417 - 发表时间:
2017 - 期刊:
- 影响因子:3.2
- 作者:
Shaolei Ren - 通讯作者:
Shaolei Ren
GreenColo : Incentivizing Tenants for Reducing Carbon Footprint in Colocation Data Centers
GreenColo:激励租户减少托管数据中心的碳足迹
- DOI:
- 发表时间:
2014 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
M. A. Islam;H. Mahmud;Shaolei Ren;Xiaorui Wang;Haven Wang;Joseph Scott - 通讯作者:
Joseph Scott
Optimizing Water Efficiency in Distributed Data Centers
- DOI:
10.1109/cgc.2013.19 - 发表时间:
2013-09 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Shaolei Ren - 通讯作者:
Shaolei Ren
Shaolei Ren的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Shaolei Ren', 18)}}的其他基金
Collaborative Research: DESC: Type I: A User-Interactive Approach to Water Management for Sustainable Data Centers: From Water Efficiency to Self-Sufficiency
合作研究:DESC:类型 I:可持续数据中心水资源管理的用户交互方法:从用水效率到自给自足
- 批准号:
2324916 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: SaTC: CORE: Small: Securing Brain-inspired Hyperdimensional Computing against Design-time and Run-time Attacks for Edge Devices
协作研究:SaTC:核心:小型:保护类脑超维计算免受边缘设备的设计时和运行时攻击
- 批准号:
2326598 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: CNS Core: Small: Towards Automated and QoE-driven Machine Learning Model Selection for Edge Inference
合作研究:CNS 核心:小型:面向边缘推理的自动化和 QoE 驱动的机器学习模型选择
- 批准号:
2007115 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
CNS: Small: Towards Intelligent, Coordinated and Scalable Management of Server Sprinting in Edge Data Centers
CNS:小型:迈向边缘数据中心服务器冲刺的智能、协调和可扩展管理
- 批准号:
1910208 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
Optimizing Energy Management in Microgrids with Datacenters: An Integrated Approach
优化数据中心微电网的能源管理:综合方法
- 批准号:
1610471 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Coordinated Power Management in Colocation Data Centers
职业:托管数据中心的协调电源管理
- 批准号:
1551661 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Continuing Grant
CSR: Small: Improving Data Center Water Efficiency via Online Resource Management
CSR:小型:通过在线资源管理提高数据中心用水效率
- 批准号:
1565474 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Coordinated Power Management in Colocation Data Centers
职业:托管数据中心的协调电源管理
- 批准号:
1453491 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Continuing Grant
CSR: Small: Improving Data Center Water Efficiency via Online Resource Management
CSR:小型:通过在线资源管理提高数据中心用水效率
- 批准号:
1423137 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
数智背景下的团队人力资本层级结构类型、团队协作过程与团队效能结果之间关系的研究
- 批准号:72372084
- 批准年份:2023
- 资助金额:40 万元
- 项目类别:面上项目
基于脑启发的多种类型神经可塑性协同学习机制研究
- 批准号:62306114
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
不同类型社会网络关系对员工工作意义感和创造力的影响研究
- 批准号:72302112
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
束长蝽科二个同域分布物种的种内多类型线粒体基因重排类型、地理格局及其演化方式研究
- 批准号:32300369
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
受激拉曼散射成像方法用于细胞类型特异的肿瘤代谢研究
- 批准号:22377016
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Enabling precision medicine in type 1 diabetes (T1D): leveraging integrative multiomics to understand T1D endotypes for therapy
实现 1 型糖尿病 (T1D) 的精准医疗:利用综合多组学了解 T1D 内型以进行治疗
- 批准号:
491380 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Fellowship Programs
Investigating how bHLH circuits integrate signals for cell fate decisions
研究 bHLH 电路如何整合信号以决定细胞命运
- 批准号:
10722452 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Next generation massively multiplexed combinatorial genetic screens
下一代大规模多重组合遗传筛选
- 批准号:
10587354 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Investigation of STAT2 Signaling in the tumor microenvironment
肿瘤微环境中 STAT2 信号传导的研究
- 批准号:
10661993 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Enabling temporal and spatial restriction of MYT1L to identify molecular and postnatal circuit-level druggable targets
启用 MYT1L 的时间和空间限制来识别分子和出生后电路级可药物靶标
- 批准号:
10727978 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别: