ผลกระทบของการจองหน่วยความจำต่อการใช้พลังงานในเครื่องจักรเสมือน: กรณีศึกษาไมโครซอฟท์ไฮเปอร์-วี

Abstract

เทคโนโลยีเซิร์ฟเวอร์เสมือนเกิดขึ้นจากการนำเอาเซิร์ฟเวอร์หลายๆ เครื่องมารวมอยู่ในเครื่องเซิร์ฟเวอร์เครื่องเดียวซึ่งจำเป็นที่ต้องมีกรรมวิธีการจองหน่วยความจำเข้ามาช่วย แต่เดิมวิธีการจองหน่วยความจำบนเครื่องจักรเสมือนมีเพียงการจองแบบคงที่เท่านั้น ในภายหลัง Microsoft Hyper-V ได้นำเสนอวิธีการจองหน่วยความจำแบบไดนามิคขึ้นเพื่อช่วยเพิ่มความสามารถในการจัดการบริหารหน่วยความจำ แต่กรรมวิธีการจองหน่วยความจำแบบไดนามิคนั้น จะมีการใช้ทรัพยากรบนเซิร์ฟเวอร์เพิ่มเติมในการทำงานด้วย งานวิจัยนี้ได้ทำการทดลองเปรียบเทียบการใช้พลังงานในเครื่องจักรเสมือนที่มีวิธีการจองหน่วยความจำแตกต่างกันคือ แบบคงที่และแบบไดนามิคโดยวัดการใช้พลังงานของแอปพลิเคชันตัวอย่างประเภท I/O และ Memory-intensive บนสภาพแวดล้อมการทำงานเดียวกันบนเซิร์ฟเวอร์เสมือนพบว่า แอปพลิเคชันที่ทำงานบนเซิร์ฟเวอร์เสมือนที่มีการจองหน่วยความจำแบบไดนามิคจะมีการใช้พลังงานโดยเฉลี่ยมากกว่าเซิร์ฟเวอร์เสมือนที่มีการจองหน่วยความจำแบบคงที่อยู่ที่ 5–10% แต่ค่าการใช้พลังงานส่วนเกินนี้สามารถลดลงเหลือ 0.16–1.02% ได้ด้วยการปรับตั้งค่า Memory Buffer ที่ 20% ขึ้นไป วิธีการจองหน่วยความจำแบบคงที่นี้จะมีประโยชน์สำหรับนำไปใช้บนเซิร์ฟเวอร์เสมือนที่ต้องการประหยัดการใช้พลังงานในการทำงานประเภทI/O และ Memory-intensive และหากจำเป็นต้องใช้วิธีการจองหน่วยความจำแบบไดนามิคในการทำงานประเภทI/O-intensive ควรมีการปรับค่า Memory Buffer ไว้ที่ 20% ขึ้นไป เพื่อผลลัพธ์ในการประหยัดพลังงานที่ดีที่สุดสำหรับเซิร์ฟเวอร์เสมือนที่จองหน่วยความจำแบบไดนามิค

Virtualization technology consolidates a number of servers to work together in a single hardware platform. Since memory is a shared resource in the virtual environment, it is necessary to allocate memory to all virtual servers. Initially, static memory allocation was the only way to allocate memory to virtual servers. At present, it is possible to have dynamic memory allocation, which has been introduced by Microsoft Hyper-V. However, this allocation requires some resources to be performed that cause overhead costs regarding energy consumption. Therefore, this research was performed in order to find differences in the power consumption in the virtual server environment when using static and dynamic memory allocation. The experiment was set up to measure power consumption on I/O and memory-intensive applications in the same virtual server environment; one experiment used static memory allocation and the other used dynamic memory allocation. We found that the power consumption of the dynamic memory allocation was 5–10% more than that of the static memory allocation, and this number can be reduced to 0.16–1.02% by setting the memory buffer value to 20%. In application requirements focusing on energy savings, it is recommended that the static memory allocation should be applied to both I/O and memory-intensive applications . If the dynamic memory allocation is a must in virtual machines, we recommend setting up the memory buffer value to 20% for the best results in terms of energy consumption with virtual servers.