L’Énergie représente l’un des principaux postes de dépense pour un centre de données, dont la majeure partie est attribuée au système de refroidissement, ainsi qu'aux nombreuses parties sous-jacentes, comme les équipements réseau et au grand nombre de machines utilisées. Ces infrastructures sont très énergivores, et leur nombre ne cesse d'augmenter à travers le monde, notamment grâce à la popularité croissante du Cloud Computing. De nombreux logiciels sont nécessaires au bon fonctionnement de ces infrastructures, notamment pour la gestion du réseau, du stockage de données, de l'ordonnancement des tâches ainsi que de la supervison de l'ensemble du matériel et des logiciels. Tous ces logiciels consomment une quantité significative d'énergie, mais ne sont pourtant pas pris en compte dans les calculs de l'efficience énergétique des infrastructures. La communauté scientifique ainsi que les opérateurs de centres de données ont développé de nombreuses approches afin d'évaluer et d'optimiser globalement la consommation énergétique, mais la question du coût en énergie des infrastructures logicielles reste peu étudiée. L'objectif de cette thèse est de proposer des méthodes permettant d'analyser de bout en bout l’efficacité énergétique logicielle des infrastructures de traitement de données. Pour cela, nous proposons des approches et outils permettant d'estimer fidèlement la consommation énergétique des logiciels éxécutés sur une infrastructure distribuée, ainsi qu'un indicateur permettant de calculer leur efficience énergétique. Dans un premier temps, nous proposons SmartWatts, un wattmètre logiciel permettant d'estimer la consommation énergétique des conteneurs logiciels déployés sur une machine. Ensuite, nous proposons SelfWatts, un contrôleur permettant d'automatiser la configuration des wattmètres logiciels afin de faciliter leur déploiement dans des infrastructures hétérogènes. Et enfin, nous proposons le xPUE, un indicateur permettant de calculer l'efficience énergétique des logiciels et du matériel en temps réel aux différents niveaux d'une infrastructure. À travers ces différentes contributions, nous visons à faire évoluer la connaissance dans le domaine de la consommation énergétique des logiciels, et permettre de mesurer avec précision la consommation énergétique des logiciels déployés aux différents niveaux des infrastructures. Cela permet aux opérateurs de ces infrastructures, mais également aux développeurs et utilisateurs de logiciels d'observer et d'analyser en détails la consommation énergétique et ainsi d'assister dans l'optimisation de celle-ci.
M. Romain ROUVOY Université de Lille Directeur de thèse M. Lionel SEINTURIER Université de Lille Co-directeur de thèse Mme Patricia STOLF Université Paul Sabatier Rapporteure M. Alain TCHANA Grenoble INP Rapporteur M. Giuseppe LIPARI Université de Lille Examinateur M. Valerio SCHIAVONI Université de Neuchâtel Examinateur
Thèse de l'équipe Spirals soutenue le 15/12/2022
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