Alcuni ricercatori della Cheriton School of Computer Science hanno sviluppato una modifica al kernel di Linux che potrebbe ridurre il consumo energetico dei data center fino al 30%. Questa innovazione potrebbe avere un impatto significativo sull’ambiente, considerando che il settore informatico rappresenta circa il 5% del consumo energetico mondiale. Inoltre, visto che quasi tutto il traffico web passa attraverso data center, molti dei quali utilizzano Linux come sistema operativo, il potenziale beneficio è enorme.

Quando un data center riceve informazioni, queste arrivano sotto forma di pacchetti. Il frontend del data center, simile a un receptionist, smista i pacchetti verso le destinazioni appropriate. Martin Karsten, professore presso la Cheriton School e esperto di sistemi e reti, ha individuato inefficienze nel processo di gestione del traffico di rete per applicazioni server ad alta intensità di comunicazione. In collaborazione con Peter Cai, suo ex studente magistrale, Karsten ha implementato una modifica al networking stack di Linux che migliora le prestazioni e riduce i consumi energetici senza compromettere la latenza.

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La loro soluzione, presentata alla conferenza ACM SIGMETRICS 2024, riorganizza le operazioni del kernel per un utilizzo più efficiente delle cache della CPU. Questo approccio ha incrementato il throughput del traffico di rete fino al 45% in alcune situazioni, garantendo una maggiore efficienza energetica.

Una modifica semplice ma rivoluzionaria

La modifica, sviluppata in collaborazione con Joe Damato, ingegnere presso Fastly, è stata integrata nella versione 6.13 del kernel di Linux e si basa su una funzionalità chiamata IRQ (Interrupt Request) Suspension. Questo meccanismo ottimizza l’uso della CPU, riducendo le interruzioni superflue durante i periodi di traffico elevato, migliorando le prestazioni e mantenendo bassa la latenza nei periodi di traffico ridotto.

Karsten non solo sottolinea che grandi aziende come Amazon, Google e Meta, che utilizzano Linux nei loro data center, potrebbero risparmiare gigawatt-ora di energia attivando questa funzione, ma evidenzia anche l’importanza di iniziative parallele, come la creazione di un server room ecologico nel nuovo edificio Mathematics 4 dell’Università di Waterloo, che riflettono l’urgenza di affrontare le sfide ambientali nel settore tecnologico.