disertacion - fti.edu.al .tabela e pËrmbajtjes lista e figurave ... periudha 2010 – 2013 44

REPUBLIKA E SHQIPRIS

UNIVERSITETI POLITEKNIK I TIRANS

FAKULTETI I TEKNOLOGJIS S INFORMACIONIT

DEPARTAMENTI I INXHINIERIS INFORMATIKE

ENIDA SHEME

PR MARRJEN E GRADS

DOKTOR

N: TEKNOLOGJIT E INFORMACIONIT DHE KOMUNIKIMIT

DREJTIMI INXHINIERI INFORMATIKE

DISERTACION

OPTIMIZIMI I EFIENCS ENERGJITIKE N QENDRAT E T DHNAVE

DUKE PRDORUR ENERGJIT E RINOVUESHME

Udhheqs shkencor

Akademik NEKI FRASHRI

Tiran, 2016

ii

iii

OPTIMIZIMI I EFIENCS ENERGJITIKE N QENDRAT E T DHNAVE

DUKE PRDORUR ENERGJIT E RINOVUESHME

Disertacioni

i paraqitur n Universitetin Politeknik t Tirans

pr marrjen e grads

Doktor

n:

Teknologjit e Informacionit dhe Komunikimit

Drejtimi Inxhinieri Informatike

Nga

Znj. Enida Sheme

2016

iv

Disertacioni i shkruar nga

Znj. Enida Sheme

M.S., Universiteti Politeknik i Tirans, Tiran, 2011

B.S., Universiteti Politeknik i Tirans, Tiran, 2006

Juria:

, Kryetar, Komiteti i disertacioneve t doktoraturave

, Antar, Komiteti i disertacioneve t doktoraturave

, Antar, Komiteti i disertacioneve t doktoraturave

, Antar, Komiteti i disertacioneve t doktoraturave

, Antar, Komiteti i disertacioneve t doktoraturave

Miratuar nga

, Dekani, Fakulteti i Teknologjis s Informacionit

Miratuar nga

, Rektori, Universiteti Politeknik i Tirans

, Kshilli i Profesorve FTI

TABELA E PRMBAJTJES

LISTA E FIGURAVE......................................................................................... VIII

LISTA E TABELAVE ......................................................................................... XII

MIRNJOHJE ..................................................................................................... XII

KAPITULLI 1 HYRJE............................................................................................ 1

1.1 Motivimi .............................................................................................................. 1

1.2 Kontributet e ktij punimi .................................................................................... 4

1.3 Struktura e disertacionit. ...................................................................................... 6

KAPITULLI 2 NJOHURI MBI EFIENCN ENERGJITIKE ........................ 7

2.1 Hyrje .................................................................................................................... 8

2.1.1 Konsumi i fuqis apo konsumi i energjis ..................................................... 12

2.2 Pasojat e konsumit t lart t fuqis .................................................................. 13

2.2.1 Kosto e puns pr nj Datacenter ................................................................... 13

2.2.2 Rreziku real i mbinxehjes s serverave .......................................................... 14

2.2.3 Ndotja e mjedisit ............................................................................................ 17

2.3 Zgjidhje pr efiencn energjitike ..................................................................... 21

2.3.1 Zgjidhjet e ofruara ......................................................................................... 22

2.3.2 Sfidat aktuale dhe tendencat e krkimit shkencor ......................................... 27

2.4 Zgjidhjet pr qndrueshmri afatgjat....28

2.4.1 Prdorimi i energjiss rinovueshme ............................................................ 28

2.4.2 Sfidat aktuale dhe tendencat e krkimit shkencor ......................................... 32

vi

2.5 Standarte ndrkombtare t Green IT.....................35

2.6 Prmbledhje........39

KAPITULLI 3 PUNIME T NGJASHME ......................................................... 41

3.1 Green Datacenter ............................................................................................... 41

3.2 Furnizimi i Datacenter me energji t rinovueshme ............................................ 46

3.3 Karakterizimi i ngarkess s puns .................................................................... 52

3.4 Power capping .................................................................................................... 55

3.5 Prmbledhje ....................................................................................................... 57

KAPITULLI 4 METODOLOGJIA E PUNS .................................................... 58

4.1 Prshkrim i ambjentit t puns ........................................................................... 58

4.2 Datacenter .......................................................................................................... 60

4.3 Ngarkesa e puns ........................................................................................................ 60

4.4 Konsumi energjitik............................................................................................. 72

4.5 Energjia e rinovueshme...................................................................................... 72

4.6 Prqindja Minimale e Furnizimit ....................................................................... 77

4.7 Prmbledhje ....................................................................................................... 81

KAPITULLI 5 KONCEPTIMI DHE IMPLEMENTIMI I ALGORITMAVE

RISI..........................................................................................................................82

5.1 Simulatori CloudSim ......................................................................................... 82

5.1.1 Arkitektura e CloudSim .................................................................................. 84

5.1.2 Pse CloudSim .................................................................................................. 86

5.1.3 Diagrama e rrjedhs n CloudSim .................................................................. 87

vii

5.2 Skedulimi i ngarkess s punve ....................................................................... 88

5.3 Skedulimi i burimeve energjitike ....................................................................... 90

5.4 Prmbledhje ....................................................................................................... 96

KAPITULLI 6 EKSPERIMENTE DHE REZULTATET ................................. 97

6.1 Algoritmi i skedulimit t punve ....................................................................... 98

6.2 Algoritmi i skedulimit t burimeve energjitike ................................................ 104

6.3 Prmbledhje ..................................................................................................... 110

KAPITULLI 7 PRFUNDIMET ....................................................................... 112

7.1 Puna n t ardhmen .......................................................................................... 113

REFERENCAT .................................................................................................... 115

viii

LISTA E FIGURAVE

Figura 1: Emetimi i dioksidit t karbonit n Milion Ton pr shkak t pajisjeve t TIK

n nivel botror ................................................................................................................... 3

Figura 2.1: Prdorimi mesatar i proesorit pr m shum se 5,000 servera t Google

prgjat nj periudh 6-mujore. ........................................................................................ 10

Figura 2.2: Prqasja e prafrimit t fuqis faktike t konsumuar me energjin e

nevojshme pr prllogaritjen e ngarkess ......................................................................... 10

Figura 2.3: Konsumi i fuqis prbn deri n 50% t kostos totale t puns pr nj

Datacenter ......................................................................................................................... 14

Figura 2.4: Varsia e fuqis s konsumuar nga frekuenca e puns s proesorit15

Figura 2.5: Lidhja mes rritjes s temperaturs dhe konsumit t fuqis ...................... 16

Figura 2.6: Sasia globale e dioksidit t karbonit t emetuar n periudhn 1850 2011

dhe parashikimi deri n vitin 2030 ....................................................................................18

Figura 2.7: Proesi i riciklimit t E-Mbetjeve. Ndarja e tyre n komponent t

dmshm dhe t padmshm. 99.9% e Mrkurit riciklohet .....19

Figura 2.8: Kompresimi dhe dekompresimi i t dhnave ...20

Figura 2.9: Klasifikimi i teknikave t menaxhimit t fuqis ....................................23

Figura 3.1: Numri total i publikimeve pr do vit n periudhn 2010 2013 ........... 43

Figura 3.2: Numri total i raporteve dhe artikujve pr do vit, periudha 2010 2013 44

Figura 4.1: Prshkrim i prgjithshm i faktorve q shqyrtohen n kt studim ....... 59

Figura 4.2: Kohzgjatja n sekonda pr do pun t shkurtr, me Id nga 1 n 200 ... 62

Figura 4.3: Shprndarja statistikore Poisson e kohzgjatjes s punve t shkurtra .... 63

Figura 4.4: Kohzgjatja n sekonda pr do pun