Equipe SEPIA

Responsables : Jean-Marc PIERSON
Daniel HAGIMONT

La plupart des travaux de recherche menés dans l’équipe SEPIA s’intéressent à la gestion des ressources dans les centres de données. Nous distinguons les stratégies qui ciblent l’optimisation de l’énergie dans les centres de données (consommation et effets thermiques) et celles s’intéressant à la consolidation dans les centres de données virtualisés (ce qui est plus général, mais qui inclus aussi la réduction d’énergie). Enfin, une troisième voie est l’amélioration du support du système d’exploitation (au niveau d’un serveur) dans ces environnements.

Optimisation énergétique des centres de données

Concernant l’environnement du centre de données, un sujet particulier est l’infrastructure de refroidissement et son optimisation. Le challenge est de modéliser un centre de données d’un point de vue thermique, en considérant les tâches et les applications informatiques, les modèles de puissance électrique, et les modèles de refroidissement. Ce modèle peut permettre l’étude de déséquilibre thermique et de construire des stratégies pour la gestion des machines physiques ou l’ordonnancement des tâches.

Un second axe de travail est lié à l’approvisionnement en énergie renouvelable d’un centre de données. L’intégration d’énergies renouvelables pour limiter les émissions de CO2 a attiré de nombreuses recherches ces dernières années. Notre approche consiste en l’ordonnancement de tâches dans le centre de données en fonction de la disponibilité des énergies, en ajoutant une négociation entre l’ordonnancement des tâches informatiques d’une part et la production et le stockage de l’énergie disponible d’autre part ;

Enfin, un des problèmes des serveurs dans les centres de données est que leur consommation énergétique n’est pas complètement proportionnelle à leur utilisation, ils consomment de la puissance électrique même lorsqu’ils ne font rien. Nous avons construit une nouvelle approche de construction de centre de données avec des machines hétérogènes choisies pour leur ratio entre performance et efficacité énergétique (Big, Medium, Little). Un ordonnanceur peut ensuite exploiter cette hétérogénéité en migrant des applications et en éteignant/allumant les serveurs, de telle manière à ce que la consommation devienne totalement proportionnelle à la charge.

Consolidation de machines virtuelles, gestion des infrastructures Cloud

Dans les centres de données virtualisés, plusieurs techniques d’optimisation ciblent la consolidation e serveurs, c’est à dire regrouper les machines virtuelles (VM) dans le moins de serveurs physiques possible, afin de pouvoir éteindre (ou suspendre) les serveurs inutilisés. Plusieurs améliorations à la consolidation de serveurs ont été réalisés.

Une première piste est d’adapter l’architecture des applications hébergées pour permettre plus de consolidation, par exemple en changer le nombre de VM ou leurs tailles.

Une seconde approche est d’étudier des heuristiques pour le placement des VM en fonction de multiples critères (optimisation multi-critères).

Dans les environnements Cloud, une limitation majeure à la consolidation est le manque de mémoire vive. La mémoire devient saturée bien avant les processeurs. Nous exploitons de la mémoire distante afin de relâcher cette contrainte et d’améliorer la consolidation.

Amélioration du système d’exploitation, pour le Cloud et le HPC (Calcul Haute Performance)

Une part significative de notre recherche est dédiée à l’amélioration du support des systèmes d’exploitation et de la virtualisation dans les centres de données. Une raison importante de l’inefficacité actuelle des systèmes virtualisés est que les décisions d’ordonnancement sont prises à deux niveaux, par l’hyperviseur et par le système hébergé. Une collaboration entre ces deux niveaux peut amener une amélioration.

Un facteur important des systèmes virtualisés et d’assurer la prédictabilité de leurs performances. La performance d’un système hébergé ne doit pas être perturbé par le fait qu’il s’exécute dans une machine virtuelle. Cependant, l’imprédictibilité est observée pour plusieurs raisons : la contention sur le cache, la contention sur l’hyperviseur, l’hétérogénéité du matériel. Nous explorons ces sources d’imprédictibilité.

Un autre facteur important est de prendre en compte les évolutions sur le matériel, et en particulier le glissement vers les architectures NUMA. Dans ces architectures, le challenge principal vient du fait que l’hyperviseur reconfigure régulièrement le placement des ressources de VM (vCPU, pages mémoire) sur la topologie NUMA. Cependant les systèmes hébergés ne considèrent pas ces changements aux ours de l’exécution. Ces aspects sont étudiés à différents niveaux (application, système hébergé, hyperviseur).

Enfin, il est important d’avoir des outils de surveillance (monitoring) précis, pour les systèmes virtualisés ou pas. C’est une condition nécessaire pour implémenter des politiques de gestion de ressources efficaces. Le challenge est d’avoir des outils de monitoring non intuitive par rapport au système observé en termes de performances, tout en gardant une précision importante.

Compétences

systèmes distribués et autonomes
gestion de l'énergie
optimisation parallèle
cloud, centres de données (Datacenter)
systèmes d'exploitation virtualisés

personnel de l’équipe

Membres permanents
Membres non – permanents
Membres rattachés

publications de l’équipe

Articles dans des revues internationales
Articles dans des revues nationales
Rédaction de numéros spéciaux de revues
Conférences et workshops internationaux avec actes édités et comité de lecture
Conférences sans actes publiés
Livres (monographies) Rédaction d’ouvrages de synthèse Contributions à des ouvrages de synthèse
Thèses et habilitations
Rapports

contrats de l’équipe

AcronymeTitreResp. scDébut – fin
DATAZERO anr Datacenters robustes utilisant de l’énergie renouvelable PIERSON Jean-Marc
2015 – 2020
i-Nondations anr i-Nondations : Gestion multi-vues des crues rapides STOLF Patricia
2017 – 2020
ENERGUMEN anr Optimiser l’énergie des plate-formes de calcul à large échelle DA COSTA Georges
2018 – 2022
Ctrl-Green
[Contrat terminé]
autre Administration autonome de Green Data Centers HAGIMONT Daniel
2012 – 2014
SOP
[Contrat terminé]
Penser service global pour les Ordinateurs Personnels STOLF Patricia
2011 – 2015
SelfXL
[Contrat terminé]
autre Administration autonome pour systèmes complexes de grande taille HAGIMONT Daniel
2008 – 2011
SATRIMMAP
[Contrat terminé]
autre Safety and time critical middleware for future modular avionics platform LAVINAL Emmanuel
BONIOL Frédéric
HAGIMONT Daniel
2007 – 2010
AcronymeTitreResp. scDébut – fin
CoolEmAll
[Contrat terminé]
autre Platform for optimising the design and operation of modular configurable IT infrastructures and facilities with resource-efficient cooling PIERSON Jean-Marc
2011 – 2014
PIREGRID
[Contrat terminé]
autre Renforcer l’intégration transfrontalière en valorisant les complémentarités sur le plan des activités économiques, de l’innovation et du capital humain PIERSON Jean-Marc
2009 – 2012
AcronymeTitreResp. scDébut – fin
Blablamen BlaBlaMem : un service de co-voiturage mémoire dans un datacenter HAGIMONT Daniel
2017 – 2019
2007-106
[Contrat terminé]
Administration d’applications scientifiques dans les grilles de calcul HAGIMONT Daniel
2007 – 2010
Lundi 25 Novembre 2019, 14h00
Scheduling in Cloud Data Center Powered by Renewable Energy Only With Mixed Phases-Based Workload
Gustavo ROSTIROLLA – Equipe SEPIA, IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Auditorium J. Herbrand
#these
Jeudi 3 Octobre 2019, 14h00
Gestion de centre de données avec sources d’énergies renouvelables intermittentes et incertaines
Léo GRANGE – Equipe SEPIA, IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Auditorium J. Herbrand
#these
Vendredi 14 Juin 2019, 14h00
Energy-efficient Resource Provisioning for Cloud Databases
Chaopeng GUO – Equipe SEPIA, IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Auditorium J. Herbrand
#these
Vendredi 28 Septembre 2018, 14h30
Améliorer l’efficacité énergétique des datacenters virtualisés
Vlad NITU – Equipe SEPIA – IRIT INP-ENSEEIHT, Salle des thèses
#these
Lundi 20 Novembre 2017, 14h00
Vers une meilleure utilisation des énergies renouvelables : application à des bâtiments scientifiques
Inès DE COURCHELLE – Equipe SEPIA – IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Auditorium J. Herbrand
#these
Jeudi 12 Octobre 2017, 14h00
Performance et qualité de service de l’ordonnanceur dans un environnement virtualisé
Boris DJOMGWE TEABE – Equipe SEPIA – IRIT INP-ENSEEIHT, salle C002
#these
Mardi 4 Juillet 2017, 14h00
Self-Adaptive Bandwidth Control for Balanced QoS and Energy Aware Optimization in Wireless Sensor Network
Zong Yi LIU – Equipe SEPIA – IRIT INSA, Salle des thèses, Toulouse
#these
Vendredi 12 Février 2016, 10h00
Sécurité et disponibilité des données stockées dans les nuages
Théodore Jean Richard RELAZA – Equipe SEPIA – IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Salle des Thèses
#these
Jeudi 26 Novembre 2015, 14h00
Contributions à la modélisation avec un Système Multi Agent du transfert technologique en Green IT
Christina HERZOG – Equipe SEPIA – IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Salle des Thèses
#these
Vendredi 17 Juillet 2015, 14h00
Modeling the power consumption of computing systems and applications through Machine Learning techniques
Leandro FONTOURA CUPERTINO – Equipe SEPIA – IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Salle des Thèses
#these
Jeudi 12 Septembre 2019 – Vendredi 13 Septembre 2019
Journées Cloud 2019 du GDR RSD (Réseau et Systèmes Distribués)
UT3 Paul Sabatier, IRIT, Auditorium J. Herbrand
#congres En savoir plus
Mardi 3 Juillet 2018 – Vendredi 6 Juillet 2018
Compas’2018 : Conférence d’informatique en Parallélisme, Architecture et Système
INP-ENSEEIHT
#congres En savoir plus
Lundi 2 Juillet 2018 – Mardi 3 Juillet 2018
Edition 2018 des Green Days@Toulouse v2.0
INP-ENSEEIHT
#congres En savoir plus
Lundi 18 Juillet 2016 – Jeudi 21 Juillet 2016
Workshop on Smart and Sustainable City
Bâtiment U4
#congres En savoir plus
Jeudi 12 Novembre 2015 – Vendredi 13 Novembre 2015
Journées Scientifiques SEPIA
UT3 Paul Sabatier, IRIT, Auditorium J. Herbrand
#congres En savoir plus
Lundi 16 Mars 2015 – Mardi 17 Mars 2015
De l’énergétique au thermique, le Green IT est-il réellement vert ?
UT3 Paul Sabatier, IRIT
#congres En savoir plus
Vendredi 28 Septembre 2018, 10h30 – 11h30
Enzian: making systems software research relevant in the face of custom hardware
Timothy ROSCOE – ETH (Suisse) INP-ENSEEIHT, Salle des thèses
#seminaire
Mercredi 11 Juillet 2018, 15h00 – 16h30
From Pipes to Processors: Building High Performance Network Middleware
Timothy WOODS – George Washington University (Etats-Unis) INP-ENSEEIHT, Salle B307
#seminaire
Lundi 20 Novembre 2017, 10h00 – 12h00
Présentation du projet SeDuCe
Jean-Marc MENAUD – Ecole des Mines de Nantes UT3 Paul Sabatier, IRIT, Salle des Thèses
#seminaire
Vendredi 7 Juillet 2017, 10h30 – 12h00
Everyday Computing with QCG MiddEveryday Computing with QCG Middleware and Toolsleware and Tools
Tomasz PIONTEK – Poznan Supercomputing and Networking Center (Pologne) UT3 Paul Sabatier, IRIT, Salle 175
#seminaire
Mercredi 2 Juillet 2014, 10h00
Energy Efficient Computing from a Cloud Database Perspective
Jie SONG – Equipe SEPIA – IRIT (France) UT3 Paul Sabatier, IRIT, Salle des Thèses
#seminaire
Jeudi 7 Décembre 2017, 10h00
Resource management and performance improvement in virtualized infrastructures
Alain TCHANA – Equipe SEPIA – IRIT INP-ENSEEIHT, Salle des thèses
#hdr
Vendredi 13 Novembre 2015, 10h00
La gestion des ressources pour des infrastructures vertes par la reconfiguration
Patricia STOLF – Equipe SEPIA – IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Auditorium J. Herbrand
#hdr
Jeudi 12 Novembre 2015, 14h30
Évaluation et optimisation de performance énergétique des centres de calcul
Georges DA COSTA – Equipe SEPIA – IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Auditorium J. Herbrand
#hdr
Jeudi 11 Décembre 2014, 10h00
Optimisation du stockage et de la gestion des données en environnements parallèles et distribués
Jacques JORDA – Equipe SEPIA – IRIT UT3 Paul Sabatier, IRIT, Salle des Thèses
#hdr