Brevet FR3050295A1 — publié le 20171020

-1- « Système de traitement de données avec transfert d'énergie » L'invention concerne un système de traitement de données, tel que le calcul intensif ou le stockage ou le routage de données, avec transfert d'énergie. Le domaine de l'invention est le domaine des technologies de l'information et de la communication et plus particulièrement le domaine des infrastructures pour le calcul intensif (cloud computing en anglais), les centres 10 de données ou encore les grappes de serveurs. ETAT DE LA TECHNIQUE La majorité des systèmes dédiés au traitement de données, comme le calcul intensif ou le stockage de données, sont agencés de façon similaire. Ils 15 comprennent des ordinateurs, installés dans des châssis mécaniques organisés hiérarchiquement (lames, racks, armoires) pour optimiser l'espace occupé, et reliés par des réseaux locaux rapides. Ces systèmes sont systématiquement équipés de dispositifs d'évacuation de chaleur et de climatisation, pour réguler la température ambiante. Le coût d'installation et 20 d'exploitation de tels systèmes est important. Il est communément considéré que 30% des coûts énergétiques résultent des facteurs de pertes dans les réseaux d'alimentation et de climatisation. La consommation actuelle est estimée à plus de 10MW, soit plusieurs milliers d'euros par heure de fonctionnement. De plus, les systèmes actuels sont fortement polluants. 25 On connait des systèmes de traitement de données utilisant des sources d'énergie écologiques, comme des panneaux photovoltaïques, en plus d'une source d'énergie polluante pour réduire les émissions en dioxyde de carbone. L'alimentation des composants de ces structures s'effectue de façon centralisée, à partir des sources d'énergie. Ces systèmes contribuent à réduire 30 la pollution, mais les coûts énergétiques liés aux pertes dans les réseaux d'alimentation et de climatisation restent importants. De plus, l'installation et la maintenance de tels systèmes sont coûteuses. Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. 3050295 -2- Un autre but de l'invention est de proposer un système de traitement de données avec une consommation énergétique réduite. Un autre but de l'invention est de proposer un système de traitement de données avec un coût d'exploitation réduit. 5 Un autre but de l'invention est de proposer un système de traitement de données moins polluant. EXPOSE DE L'INVENTION Au moins un des objectifs précités est atteint par un système de calcul distribué comprenant : - plusieurs noeuds comprenant chacun une ressource de traitement de données, et - au moins deux desdits noeuds, dits noeuds énergétiques, qui sont reliés chacun à au moins un dispositif de production d'énergie électrique local; caractérisé en ce qu'au moins un noeud énergétique est agencé pour alimenter un autre noeud. Avec le système selon l'invention, l'énergie consommée est réduite en comparaison avec les systèmes de l'état de la technique. En effet, le routage de l'énergie depuis un noeud énergétique vers un autre noeud permet une distribution de l'énergie plus efficace. La distance d'acheminement de l'énergie est réduite. Les facteurs de pertes dans les réseaux d'alimentation sont ainsi considérablement réduits, ce qui contribue à réduire la consommation énergétique du système. De plus, au moins un noeud du système comprend un dispositif de production d'énergie, ce qui confère un certain niveau d'autonomie au système. Le coût énergétique du système est ainsi réduit. Par ailleurs, le système selon l'invention ne nécessite pas de raccorder les noeuds à une source d'énergie centralisée. L'installation du système est ainsi facilitée et plus flexible, et son coût est réduit. Dans une version de réalisation, chaque noeud du système selon l'invention peut être un noeud énergétique. L'énergie peut ainsi être produite au niveau de chaque noeud du système, réduisant ainsi le coût énergétique. 3050295 -3- De plus, le routage de l'énergie est plus facilement mis en place. Les coûts d'installations et d'exploitation sont donc réduits. Dans une version préférée du système selon l'invention, le dispositif de 5 production d'énergie peut être intégré au noeud énergétique, en particulier de sorte à former un ensemble monobloc. Suivant un autre mode de réalisation, le dispositif de production d'énergie peut ne pas être intégré au noeud énergétique pour former un ensemble monobloc, et se trouver à une distance non nulle, par exemple 10 inférieure ou égale à 10 mètres, en particulier à 250 cm et encore plus particulièrement à 50 cm, des ressources de traitement de données. Par exemple, les noeuds peuvent être agencés sur le toit d'un immeuble. Alternativement, pour au moins un noeud énergétique, le dispositif de 15 production d'énergie peut être situé sur un site distant du site sur lequel se trouvent les ressources de traitement de données, par exemple à une distance supérieure à 10 mètres Dans une version avantageuse du système selon l'invention, au moins un 20 dispositif de production d'énergie électrique peut comprendre au moins un moyen de récupération d'énergie à partir d'une source d'énergie, par exemple renouvelable. En particulier, au moins un moyen de récupération d'énergie électrique 25 peut comprendre au moins un panneau solaire et/ou un générateur éolien. Le moyen de récupération d'énergie peut comprendre un moyen de production d'énergie à partir de de la marée motrice, ou d'un générateur thermocouple, etc. De préférence, le moyen de récupération d'énergie est un panneau 30 solaire. Selon un mode de réalisation, au moins un noeud du système selon l'invention, en particulier un noeud énergétique, peut comprendre au moins un moyen de stockage d'énergie électrique. 3050295 -4- L'énergie produite localement, ou reçue depuis un autre noeud, peut être stockée en vue de sa consommation au niveau dudit noeud, ou de son routage vers au moins un autre noeud. Un tel moyen de stockage d'énergie peut par exemple comprendre au 5 moins une batterie rechargeable. Suivant un exemple de réalisation particulier, le dispositif de production d'énergie électrique d'au moins un noeud énergétique peut être relié à un réseau de distribution d'électricité. 10 Le système selon l'invention peut ainsi prélever, respectivement injecter, de l'énergie électrique depuis, respectivement vers, le réseau commercial de distribution d'électricité. Ainsi, il est possible de récupérer, respectivement de fournir, de l'énergie au système selon l'invention lorsque les conditions météorologiques sont défavorables, respectivement favorables. 15 Selon l'invention, au moins un noeud du système peut être : - un noeud de calcul, - un noeud de stockage de données, et/ou - un noeud de routage de données. 20 Un noeud de calcul peut comprendre un ou plusieurs processeurs dédiés au calcul informatique. Un noeud de stockage de données peut comprendre une ou plusieurs mémoires de masse. Un noeud de routage de données peut comprendre une ou plusieurs 25 cartes réseau, modem ou autre. Le système selon l'invention peut être utilisé pour réaliser les tâches suivantes : - calcul intensif, 30 - stockage de données, et/ou - transmission/routage de flux de données. Avantageusement, au moins un noeud du système selon l'invention peut comprendre au moins une grille informatique. La grille informatique peut 3050295 -5- comprendre au moins un processeur à plusieurs coeurs, et/ou plusieurs processeurs, disposés en série ou en parallèle. La grille informatique peut aussi comprendre au moins une mémoire de masse et/ou au moins une carte réseau. 5 Selon un mode de réalisation préféré, le système selon l'invention peut comprendre un dispositif de gestion configuré pour réaliser au moins une itération des étapes suivantes : - sélection d'un ou plusieurs noeuds pour exécuter une tâche, 10 - lorsqu'un niveau d'énergie d'au moins un noeud sélectionné est insuffisant, transfert d'énergie vers ledit noeud sélectionné depuis au moins un autre noeud. Avec le système selon l'invention, si avant ou au cours de l'exécution d'une tâche, la réserve et/ou la production en énergie d'un noeud sélectionné 15 est/sont insuffisante(s), l'énergie peut être routée depuis un voir plusieurs autres noeuds, de sorte que le noeud concerné puisse réaliser la tâche, de calcul, de stockage ou de routage de données, qui lui est attribuée. En particulier, le dispositif de gestion peut être configuré pour réaliser la 20 sélection des noeuds en fonction de leurs niveaux d'énergie disponibles. La répartition des tâches à exécuter est, dans ce cas, soumise au critère de disponibilité d'énergie. En particulier, les tâches peuvent être assignées en priorité vers les noeuds avec une réserve et/ou une capacité de production d'énergie élevée. 25 Le routage de l'énergie dans ce cas est réduit, ce qui limite les pertes de charges dans les réseaux de distribution. La consommation énergétique du système selon l'invention peut ainsi réduite. Alternativement, le dispositif de gestion peut être configuré pour réaliser 30 la sélection des noeuds en fonction de leurs ressources de traitement de données disponibles. Dans un mode de réalisation particulier, les tâches peuvent être assignées en priorité sur les noeuds avec le plus de ressources de traitement de données disponibles. 3050295 -6- De plus, au moins un noeud depuis lequel l'énergie électrique est transférée peut être un autre noeud sélectionné, ou un noeud non sélectionné, pour la réalisation d'une tâche. 5 Une tâche donnée peut être répartie sur plusieurs noeuds pour son exécution. Dans le cas où le niveau d'énergie d'un noeud sélectionné est insuffisant, l'énergie peut être transférée depuis un autre noeud sélectionné ou bien depuis un noeud non sélectionné. 10 Avantageusement, le système selon l'invention peut comprendre un dispositif d'estimation de l'énergie disponible sur une durée prédéterminée pour au moins un noeud énergétique. Pour un noeud énergétique, le dispositif d'estimation de l'énergie disponible peut prendre en compte les conditions qui influencent la production 15 d'énergie, tels que les conditions météorologiques, mais aussi la capacité du moyen de production d'énergie associé audit noeud, pour prévoir la quantité d'énergie qui pourra être produite par ledit noeud énergétique. Dans une version de réalisation, le système selon l'invention peut 20 comprendre au moins un noeud formé par au moins un moyen de production d'énergie, et qui ne comprend pas de ressources de traitement de données. Autrement dit, le système selon l'invention peut comprendre au moins un noeud de production énergétique uniquement. Ce type de noeud n'effectue pas de tâche de calcul, de stockage de données ou encore de transfert de flux 25 par exemple. De plus, les différentes parties d'un noeud telles que les ressources numériques, le dispositif de production énergétique ou le moyen de stockage d'énergie, fonctionnent indépendamment les unes des autres. Par exemple, 30 dans le cas de détérioration des ressources de traitement de données d'un noeud, son dispositif de production énergétique peut être utilisé pour produire de l'énergie et la distribuer aux autres noeuds. 3050295 -7- Suivant un autre aspect de l'invention il est proposé un procédé de calcul distribué, avec le système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une itération des étapes suivantes : - réception d'une tâche de traitement de données, 5 - sélection d'au moins un noeud pour exécuter ladite tâche, et - réalisation de ladite tâche avec les noeuds sélectionnés ; caractérisé en ce qu'il comprend une étape de transfert d'énergie depuis au moins un noeud énergétique vers au moins un autre noeud. 10 En particulier, l'étape de sélection des noeuds pour exécuter une tâche de traitement de données peut être réalisée en fonction de leurs ressources de traitement de données disponibles. Dans ce cas, le procédé peut en outre comprendre une étape d'acquisition du niveau d'énergie d'au moins un, en particulier de chaque, 15 noeud sélectionné. L'étape de transfert d'énergie peut dans ce cas être réalisée en fonction desdits niveaux d'énergie. Alternativement, le procédé selon l'invention peut comprendre une étape d'acquisition du niveau d'énergie disponible de chaque noeud, l'étape de 20 sélection peut être réalisée en fonction des niveaux d'énergie. Le niveau d'énergie, respectivement le niveau de ressources de traitement de données disponible, de chaque noeud peut être mesuré/déterminé au niveau dudit noeud, et éventuellement communiqué au 25 dispositif de gestion : - soit sur demande par exemple dudit dispositif de gestion, - soit à une fréquence prédéterminée, soit - soit de manière continue. 30 DESCRIPTION DES FIGURES ET MODES DE REALISATION D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'exemples nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : 3050295 -8- - la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un noeud pouvant être mis en oeuvre dans le système selon l'invention ; - la FIGURE 2 est une représentation schématique d'un exemple de 5 réalisation non limitatif du système selon l'invention ; - la FIGURE 3 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation non limitatif du procédé selon l'invention ; et - la FIGURE 4 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réalisation non limitatif du procédé selon l'invention. 10 Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage 15 technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détail structurel, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de 20 la technique antérieure. En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique. Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la 25 même référence. La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple non limitatif de noeud pouvant être mis en oeuvre dans le système selon 30 l'invention. Le noeud 100 comprend une grille informatique 102 comprenant un processeur multi-coeur, une carte réseau et une mémoire de masse. Le noeud 100 comprend aussi un panneau solaire 104 pour récupérer de l'énergie électrique à partir du rayonnement solaire. Le noeud 100 comprend en outre 3050295 -9- une batterie rechargeable 106 pour stocker l'énergie produite par le panneau solaire 104. La grille informatique 102, le panneau solaire 104 et la batterie sont reliés entre eux par des câbles 108 de transfert de l'énergie. De plus, la 5 distance les séparant est inférieure ou égale à 250 cm, en particulier 50 cm. Le noeud 100 comprend en outre un ou plusieurs câbles 110 d'émission et/ou de réception d'électricité vers, respectivement depuis, un autre noeud et/ou le réseau de distribution d'électricité. Le noeud comprend en outre un ou plusieurs câbles 112 de 10 communications avec un autre noeud ou un appareil de gestion. La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif du système selon l'invention 15 Le système 200 représenté sur la FIGURE 2 comprend au moins deux noeuds énergétiques 2021, tels que par exemple le noeud 100 représenté sur la FIGURE 1. Le système 200 comprend en outre au moins un noeud 2022 qui comprend uniquement une partie des éléments du noeud 100 de la FIGURE 1, 20 à savoir au moins une partie des éléments suivants : - une grille informatique 102, - un panneau solaire 104, et - une batterie rechargeable 106. Les noeuds 202 sont disposés en grille dans le système 200. 25 Alternativement, les noeuds 202 peuvent être disposés à des distances variables en fonction de l'espace disponible. Le système 200 selon l'invention comprend aussi un dispositif de gestion 204. Les noeuds 202 sont reliés au dispositif de gestion 204, et éventuellement entre eux, par des câbles de communication 206. Le dispositif 30 de gestion 204 est configuré pour répartir les tâches de traitement de données sur les noeuds 202 et aussi pour superviser le routage de l'énergie entre les noeuds 202. 3050295 -10- Le système 200 comprend en outre plusieurs câbles 208 de transfert d'énergie entre les noeuds 202. Les noeuds 202 peuvent être reliés à un ou plusieurs noeuds 202 par les câbles 208. Alternativement, le système 200 peut comprendre un dispositif de 5 gestion individuel à au moins un, en particulier chaque, noeud 202, au lieu d'un dispositif de gestion 204 centralisé pour l'ensemble des noeuds 202. En outre, les noeuds 202 du système 200 peuvent être agencés de sorte qu'aucun, un ou plusieurs desdits noeuds 202, mais pas tous les noeuds, sont connectés à un réseau de distribution d'électricité pour injecter de l'énergie en 10 surplus, s'alimenter et/ou acheminer de l'énergie soutirée vers d'autres noeuds 202. La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un premier exemple 15 de réalisation non limitatif du procédé selon l'invention. Le procédé 300, représenté sur la FIGURE 3, peut être mis en oeuvre par exemple par le système 200, représenté sur la FIGURE 2. Le procédé 300 comprend une étape 302 de réception d'une tâche de traitement de données. 20 Ensuite, le procédé 300 comprend une étape 304 de sélection des noeuds pour exécuter la tâche de traitement de données en fonction du niveau de ressources de traitement de données disponibles au niveau de chaque noeud et des ressources de traitement de données nécessaires à la réalisation de la tâche. L'étape 304 comprend les étapes suivantes : 25 - une étape 306 de lecture des niveaux de ressources de traitement de données de chaque noeud, et - une étape 308 de sélection d'au moins un noeud pour réaliser la tâche - une étape 310 d'assignation de la tâche audit au moins un noeud 30 sélectionné à l'étape 308. Le procédé 300 comprend en outre une étape 312 de lecture des niveaux d'énergie de chaque noeud sélectionné à l'étape 308. Lorsque le niveau d'énergie d'au moins un noeud sélectionné est inférieur à un seuil, en particulier pour réaliser la tâche qui lui a été assignée à l'étape 3050295 310, une étape 314 réalise un transfert d'énergie vers ce noeud depuis un autre noeud. 5 La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réalisation non limitatif du procédé selon l'invention. Le procédé 400 peut être mis en oeuvre, par exemple par le système 200 de la FIGURE 2. Le procédé 400 comprend l'étape 302 de réception d'une tâche de 10 traitement de données. Ensuite, le procédé 400 comprend une étape 402 de sélection des noeuds pour exécuter la tâche de traitement de données en fonction de la disponibilité de l'énergie dans les noeuds du système. L'étape 402 comprend les étapes suivantes : - une étape 404 de lecture des niveaux d'énergie de chaque noeud, 15 et - une étape 406 de sélection d'au moins un noeud pour réaliser la tâche, et - l'étape 310 d'assignation de la tâche audit au moins un noeud sélectionné à l'étape 408. 20 Lorsque le niveau d'énergie d'au moins un noeud sélectionné est inférieur à un seuil, en particulier pour réaliser la tâche qui lui a été assignée à l'étape 310, l'étape 314 réalise un transfert d'énergie vers ce noeud depuis un autre noeud. 25 Bien entendu, le procédé et le système selon l'invention permettent une planification et/ou une migration d'objets logiciels entre les noeuds en fonction du niveau énergétique, et/ou du niveau en ressources de traitement de données, d'un ou plusieurs noeuds dudit système. Une telle planification et/ou une telle migration, étant connue(s) de l'homme du métier, ne sera(seront) 30 pas détaillée(s) plus dans la présente demande. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Système (200) de calcul distribué comprenant : - plusieurs noeuds (100,202) comprenant chacun une ressource de traitement de données, et - au moins deux desdits noeuds (100,202), dits noeuds énergétiques (100,2021), qui sont reliés chacun à au moins un dispositif de production d'énergie électrique local; caractérisé en ce qu'au moins un noeud énergétique (100,2021) est agencé pour alimenter un autre noeud (100,202). 2. Système (200) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque noeud (100,202) du système est un noeud énergétique (100,2021). 3. Système (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de production d'énergie électrique comprend au moins un moyen de récupération d'énergie à partir d'une source d'énergie. 4. Système (200) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de récupération d'énergie électrique comprend au moins un panneau solaire (104) et/ou un générateur éolien. 5. Système (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un noeud (100,202), en particulier un noeud énergétique (100,2021), comprend au moins un moyen de stockage d'énergie électrique. 6. Système (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de production d'énergie électrique d'au moins un noeud énergétique est relié au réseau commercial de distribution d'électricité. 7. Système (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un noeud est : - un noeud de calcul, 3050295 -13- - un noeud de stockage de données, et/ou - un noeud de routage de données. 8. Système (200) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au 5 moins un noeud (100,202) comprend au moins une grille informatique (102). 9. Système (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de gestion (204) configuré pour réaliser au moins une itération des étapes suivantes : 10 - sélection des noeuds (100,202) pour exécuter une tâche, - lorsqu'un niveau d'énergie d'au moins un noeud (100,202) sélectionné est insuffisant, transfert d'énergie vers ledit noeud (100,202) sélectionné depuis au moins un autre noeud (100,202). 15 10. Système (200) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de gestion (204) est configuré pour réaliser la sélection des noeuds (100,202) en fonction de leurs niveaux d'énergie disponibles. 11. Système (200) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif 20 de gestion (204) est configuré pour réaliser la sélection des noeuds (100,202) en fonction de leurs ressources de traitement de données disponibles. 12.Système (200) selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'au moins un noeud (100,202) depuis lequel l'énergie 25 électrique est transférée est un autre noeud (100,202) sélectionné, ou un noeud (100,202) non sélectionné, pour la réalisation de la tâche. 13.Système (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'estimation de l'énergie 30 disponible sur une durée prédéterminée pour au moins un noeud énergétique (100,2021). 14.Système (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un noeud (2022) formé par au 3050295 -14- moins un moyen de production d'énergie et qui ne comprend pas de ressources de traitement de données. 15. Procédé (300,400) de calcul distribué, avec le système selon l'une 5 quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une itération des étapes suivantes : - réception d'une tâche de traitement de données, - sélection d'au moins un tâche, et 10 - réalisation de ladite tâche avec sélectionnés ; caractérisé en ce qu'il comprend les noeuds (100,202) noeud (100,202) pour exécuter ladite une étape de transfert d'énergie depuis au moins un noeud énergétique (100,2021) vers au moins un autre noeud (100,202). 15 16. Procédé (300,400) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de sélection des noeuds (100,202) pour exécuter une tâche de traitement de données est réalisée en fonction de leurs ressources de traitement de données disponibles, ledit procédé comprenant en outre une 20 étape d'acquisition du niveau d'énergie d'au moins un, en particulier de chaque, noeud (100,202) sélectionné, l'étape de transfert d'énergie étant réalisée en fonction desdits niveaux d'énergie. 17. Procédé (300,400) selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il 25 comprend une étape d'acquisition du niveau d'énergie disponible de chaque noeud (100,202), l'étape de sélection étant réalisée en fonction desdits niveaux d'énergie.