Chỉ với 30 dòng code, các nhà khoa học tìm ra cách giảm 30% điện năng tiêu thụ của trung tâm dữ liệu

Trung tâm dữ liệu là nền tảng vận hành của Internet, nơi lưu trữ và xử lý hàng tỷ yêu cầu mỗi ngày. Nhưng phía sau sự tiện lợi của nền kinh tế số là một vấn đề lớn: mức tiêu thụ điện khổng lồ. Theo ước tính của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), trong năm 2022, các trung tâm dữ liệu trên toàn cầu đã tiêu thụ từ 240 đến 340 terawatt-giờ điện, gấp 2-3 lần tổng mức tiêu thụ của ngành khai thác tiền mã hóa. Với sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo (AI), con số này được dự đoán sẽ tiếp tục tăng mạnh trong những năm tới.

Nhưng các nhà nghiên cứu tại Đại học Waterloo, Canada, có thể đã tìm ra một giải pháp đơn giản nhưng mang lại hiệu quả đáng kinh ngạc. Họ phát hiện rằng chỉ cần thêm 30 dòng code vào hệ điều hành Linux, mức tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu có thể giảm tới 30% mà không cần nâng cấp phần cứng hay thay đổi kiến trúc mạng.

30 dòng code thay đổi cách dữ liệu được xử lý

Phần lớn Internet hoạt động dựa trên các trung tâm dữ liệu chạy Linux – hệ điều hành mã nguồn mở phổ biến nhất trên thế giới. Khi một yêu cầu từ người dùng được gửi đi, nó sẽ được chia nhỏ thành các "packet" (gói dữ liệu) và gửi đến máy chủ xử lý. Việc phân bổ và xử lý các gói dữ liệu này diễn ra liên tục với tốc độ cao, nhưng cũng tiêu tốn lượng lớn tài nguyên máy chủ.

Giáo sư Martin Karsten và nghiên cứu sinh Peter Cai từ Đại học Waterloo nhận ra rằng quá trình này có thể được tối ưu hóa. Họ cùng với Joe Damato, kỹ sư tại Fastly – một công ty chuyên về điện toán đám mây – đã phát triển một phương pháp giúp tái cấu trúc cách Linux xử lý các gói dữ liệu, nhằm giảm tải công việc cho CPU mà không làm ảnh hưởng đến tốc độ hoặc độ chính xác.

Theo Karsten, sự thay đổi này giống như việc tổ chức lại dây chuyền sản xuất trong một nhà máy, đảm bảo các nhiệm vụ được thực hiện theo một trình tự hợp lý hơn, thay vì để hệ thống phải xử lý quá nhiều tác vụ cùng lúc một cách không cần thiết.

Bản cập nhật này đã được tích hợp vào Linux phiên bản 6.13 và có khả năng cải thiện hiệu suất của hệ thống lên đến 45% mà không ảnh hưởng đến độ ổn định. Điều này có nghĩa là chỉ với một thay đổi nhỏ về phần mềm, các trung tâm dữ liệu có thể tiết kiệm hàng gigawatt-giờ điện mà không cần thay thế hay nâng cấp phần cứng đắt đỏ.

Những gã khổng lồ công nghệ như Amazon, Google, Meta – những công ty phụ thuộc vào trung tâm dữ liệu Linux – hoàn toàn có thể tận dụng phương pháp này để tiết kiệm chi phí vận hành khổng lồ. Nếu họ quyết định áp dụng, gần như mọi dịch vụ trực tuyến mà chúng ta sử dụng hằng ngày đều có thể hưởng lợi từ sự tối ưu này.