DOI: 10.25666/dataubfc-2023-02-03
title: Optimal sizing of a globally distributed low carbon cloud federation
title: Dimensionnement optimal d'une plateforme cloud distribuée autour de la terre

description: The carbon footprint of IT technologies has been a significant concern in recent years. This concern mainly focuses on the electricity consumption of data centers; many cloud suppliers commit to using 100% of renewable energy sources. However, this approach neglects the impact of device manufacturing. We consider in this work the question of dimensioning the renewable energy sources of a geographically distributed cloud with considering the carbon impact of both the grid electricity consumption in the considered locations and the manufacturing of solar panels and batteries. We design a linear program to optimize cloud dimensioning over one year, considering worldwide locations for data centers, real-life workload traces, and solar irradiation values. Our results show a carbon footprint reduction of about 30% compared to a cloud fully supplied by solar energy and of 85% compared to the 100% grid electricity model.
description: L'empreinte carbone des technologies numériques est une préoccupation depuis plusieurs années. Cela concerne principalement la consommation électrique des datacenters; beaucoup de fournisseurs dans le domaine du cloud s'engagent à n'utiliser que des sources d'énergie renouvelables. Cependant, cette approche néglige la phase de fabrication des composants des infrastructures numériques. Nous considérons dans ce travail de recherche la question du dimensionnement des énergies renouvelables pour une infrastructure de type cloud géographiquement distribuée autour de la planète, considérant l'impact carbone à la fois de l'électricité issue du réseau électrique local en fonction de la location de sa production, et de la fabrication des panneaux photovoltaïques et des batteries pour la part renouvelable de l'alimentation des ressources. Nous avons modélisé ce problème de minimisation de l'impact carbone d'une telle infrastructure cloud sous la forme d'un programme linéaire. La solution est le dimensionnement optimal d'une fédération de cloud sur une année complète en fonction des localisations des datacenters, des traces réelles des travaux à exécuter et valeurs d'irradiation solaire heure par heure. Nos résultats montrent une réduction de l'impact carbone de 30% comparés à la même architecture cloud totalement alimentée par des énergies renouvelables et 85% comparés à un modèle qui n'utiliserait qu'une alimentation via le réseau local d'électricité.
description: Audience: Research, Policy maker
description: UpdatePeriodicity: as needed
description: Simulation or computational data: Considering given inputs (datacenter federation, appropriate configuration files, weather conditions, etc.), the software is able to propose an optimal sizing for the globally distributed low carbon cloud federation: surface area of solar panels, battery capacity for each data center location. . Scripts are available to shape the optimal configuration.
description: Données computationnelles ou de simulation: En tenant compte des données en entrée (description de la fédération de centres de données, fichiers de configuration appropriés, conditions météorologiques, etc.), le logiciel est capable de proposer un dimensionnement optimal pour la fédération des datacenters à faible émission de carbone distribuée à l'échelle mondiale : surface des panneaux photovoltaïques et capacité des batteries pour chaque datacenter de la fédération. Des scripts sont disponibles pour mettre en forme les solutions proposées.