TWI612486B - 對時序無彈性型工作負載進行工作負載消耗型資源優化使用的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種對時序無彈性型工作負載進行工作負載消耗型資源優化使用的方法。藉由依照標準差或容量遞減的次序來對代表各別工作負載的工作負載消耗型資源消耗曲線進行排序，二個工作負載消耗型資源消耗曲線可結合以確認是否滿足結合準則。如果任一種結合滿足該結合準則，對應的工作負載可結合以分享系統中相同的資源。因而，可以達成工作負載消耗型資源優化使用。
Description
本發明關於一種對時序無彈性型工作負載進行工作負載消耗型資源優化使用的方法。特別是關於一種依照標準差結合某些時序無彈性型工作負載以減少資源浪費，對時序無彈性型工作負載進行工作負載消耗型資源優化使用的方法。
近日，對網路商店、新聞媒體及其它在線網頁或服務來說，雲端計算架構的問世已產生了對快速、可擴展的資源部署的新需求。通常來說，雲端架構決定了一套資源，諸如電力、CPU(中央處理器)數量、儲存設備容量、作業系統、頻寬等等的部署。這些資源可以相互結合或連結而用於某特定工作負載或一群工作負載。工作負載可以是電子郵件服務、ERP系統(Enterprise Resource Planning)運作、資料歸檔、影音串流服務，或前述的其它服務。在數據中心或雲端儲存系統的這些工作負載資源的優化使用可減少資源浪費，卻不
會違反服務層級協議(SLA，Service Level Agreement)中對工作負載表現性能的需求。此外，電力消耗、維護與新硬體補充的成本可因此減少。
資源優化使用不是個容易的工作，這是因為所有工作負載都是隨著時間變動的，而資源動態部署無法跟上變動的速度。增加更多資源以支應來自運作中工作負載突然產生的需求可能是一種安全但不經濟的方式。同時，某些硬體設備，如硬碟或固態硬碟，都是消耗品，週期性或偶爾置換該些損壞的硬體設備使得存儲資源之真實容量更難預測。因此，對於數據中心或雲端儲存系統的運作來說，對應用之工作負載的資源優化使用是個牽涉面廣的考量。
有許多現有技術是關於上面提到問題的解決方案。舉例來說，美國專利申請案第2011/0154353號揭露一種對需求驅動型工作負載優化用來執行提交給電腦系統任務的分享資源之調度的方法。該發明主要步驟包括：接收一請求以執行一任務(所述請求包括任務所需的執行時間和資源需求)；選擇滿足要求的執行時間的一預期執行時間表，及滿足該資源需求的一電腦系統，依照該預期執行時間表決定(回應該請求)供使用電腦系統資源的一任務執行價格，及如果該價格被接受，依照該預期執行時間表調度該任務以執行使用該電腦系統資源。所述的價格隨著對應該預期執行時間表時間之電腦系統資源可獲得性函數而變動，而該可獲得性是在價
格決定時進行量測。若揭露發明應用到數據中心，該任務就為使用的工作負載。價格是用於決定哪一個任務(工作負載)應使用可獲得的資源之量測。只要價格最低，資源的優化使用就可進行。
該專利申請案有一些限制。首先，工作負載應對時間有足夠的“彈性”。這意味著工作負載需求可接受在任何時間點獲致滿足，或至少能在接受工作負載的需求指示後一段時間內獲致滿足。對某些時序無彈性工作負載，也就是工作負載對時間點的要求是剛性且需要盡快進行處理的工作負載，它們不適用於可接受的“低價格”(或低優先性)。其次，對每一工作負載而言，價格難以量化。價格是主觀性的決定而無客觀標準。
在數據中心或雲端儲存系統中缺乏對時序無彈性型工作負載消耗型資源優化使用的情形下，實在亟需一種創新的方法或一種使用該方法的系統來提供理想的解決方案。
本段文字提取和編譯本發明的某些特點。其他特點將被揭露於後續段落中。其目的在涵蓋附加的申請專利範圍之精神和範圍中，各式的修改和類似的排列。
為了滿足上述需求，本發明揭露一種對時序無彈性型工作負載進行工作負載消耗型資源優化使用的方法。該方法包含步驟：A.提供複數個工作負載消耗型資源消耗曲線並
對每一工作負載消耗型資源消耗曲線計算一標準差，其中每一工作負載消耗型資源消耗曲線為在一週期內由一特定時序無彈性型工作負載所消耗的工作負載消耗型資源數量的記錄；B.決定該工作負載消耗型資源的一單元容量；C.依照標準差的一種次序，排序該些工作負載消耗型資源消耗曲線於一序列中；D.設定該序列中的第一個工作負載消耗型資源消耗曲線為一測試工作負載消耗型資源消耗曲線，及該序列中的第二個工作負載消耗型資源消耗曲線為一目標工作負載消耗型資源消耗曲線；E.結合該目標工作負載消耗型資源消耗曲線與該測試工作負載消耗型資源消耗曲線為一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線；F.確認是否該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線的最大量小於該單元容量且該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線的標準差小於測試工作負載消耗型資源消耗曲線的標準差；G.如果步驟F的確認結果為否，選擇次於前一個目標工作負載消耗型資源消耗曲線的工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該目標工作負載消耗型資源消耗曲線，直到該序列中最後的工作負載消耗型資源消耗曲線被選作該目標工作負載消耗型資源消耗曲線並執行步驟E；H.如果步驟F的確認結果為是，移除用於結合的二個工作負載消耗型資源消耗曲線且依照標準差次序放置該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線於該序列中；及I.對每一結合的工作負載與未結合的工作負載指定工作負載消耗型資源的運作量，其中該運作
量等於或小於該單元容量但大於對應結合的工作負載或未結合的工作負載之工作負載消耗型資源消耗曲線中之最大量。
最好，該方法可進一步於步驟H之後包含步驟：H1.重複執行步驟D直到最後的工作負載消耗型資源消耗曲線已結合用於步驟F；H2.重設定該測試工作負載消耗型資源消耗曲線為序列中第(n+1)個工作負載消耗型資源消耗曲線，其中前一個測試工作負載消耗型資源消耗曲線為序列中第n個工作負載消耗型資源消耗曲線；H3.確認是否目前測試工作負載消耗型資源消耗曲線為最後的工作負載消耗型資源消耗曲線；H4.如果步驟H3的確認結果為否，選擇次於重設的測試工作負載消耗型資源消耗曲線的工作負載消耗型資源消耗曲線為該目標工作負載消耗型資源消耗曲線，或如果步驟H3的確認結果為是，執行步驟I；H5.重複步驟E到步驟F直到一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線滿足步驟F中的結合準則，或最後的工作負載消耗型資源消耗曲線已結合用於步驟F；H6.確認是否一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線滿足步驟H5中的結合準則；及H7.如果步驟H6的確認結果為是，執行步驟H1，或如果步驟H6的確認結果為否，執行步驟H2。
依照本發明，其中該工作負載消耗型資源消耗曲線可藉記錄可由一特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的量、基於歷史記錄預測由該特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的趨勢，或結合一部分預測趨勢與一部分由該
特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的量之歷史記錄而獲得。該次序可為遞增次序或遞減次序。該工作負載消耗型資源可為工作負載所消耗之電力、儲存容量、頻寬、CPU(中央處理器)核心數、IOPS(每秒輸入/輸出操作次數)、流通量(throughput)或延遲時間。該單元容量可為指定用於工作負載的工作負載消耗型資源的一部分，且大於任一工作負載需要之量。
最好，該方法可進一步於步驟I前包含步驟：H8.於序列中依照標準差次序***關於一新的工作負載的一新的工作負載消耗型資源消耗曲線；H9.任意地選擇在該序列中新的工作負載消耗型資源消耗曲線之前的一個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該測試工作負載消耗型資源消耗曲線，及選擇該序列中重設的測試工作負載消耗型資源消耗曲線後的第二個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該目標工作負載消耗型資源消耗曲線；及H10.執行步驟E至步驟H7數個循環，以便該測試工作負載消耗型資源消耗曲線於該序列中依照標準差次序落後於新***的工作負載消耗型資源消耗曲線，或該新***的工作負載消耗型資源消耗曲線已被結合。
本發明亦揭露另一種對時序無彈性型工作負載進行工作負載消耗型資源優化使用的方法。該方法包含步驟：A.提供複數個工作負載消耗型資源消耗曲線，其中每一工作負載消耗型資源消耗曲線為在一週期內由一特定時序無彈性型
工作負載所消耗的工作負載消耗型資源數量的記錄；B.決定該工作負載消耗型資源的一單元容量；C.依照容量遞減的次序，排序該些工作負載消耗型資源消耗曲線於一序列中；D.設定該序列中的第一個工作負載消耗型資源消耗曲線為一測試工作負載消耗型資源消耗曲線，及該序列中的第二個工作負載消耗型資源消耗曲線為一目標工作負載消耗型資源消耗曲線；E.結合該目標工作負載消耗型資源消耗曲線與該測試工作負載消耗型資源消耗曲線為一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線；F.確認是否該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線的最大量小於該單元容量；G.如果步驟F的確認結果為否，選擇次於前一個目標工作負載消耗型資源消耗曲線的工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該目標工作負載消耗型資源消耗曲線，直到該序列中最後的工作負載消耗型資源消耗曲線被選作該目標工作負載消耗型資源消耗曲線並執行步驟E；H.如果步驟F的確認結果為是，移除用於結合的二個工作負載消耗型資源消耗曲線且依照容量遞減的次序放置該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線於該序列中；及I對每一結合的工作負載與未結合的工作負載指定工作負載消耗型資源的運作量，其中該運作量等於或小於該單元容量但大於對應結合的工作負載或未結合的工作負載之工作負載消耗型資源消耗曲線中之最大量。
最好，該方法可進一步於步驟H後包含步驟：H1.重複執行步驟D直到最後的工作負載消耗型資源消耗曲線已結合用於步驟F；H2.重設定該測試工作負載消耗型資源消耗曲線為序列中第(n+1)個工作負載消耗型資源消耗曲線，其中前一個測試工作負載消耗型資源消耗曲線為序列中第n個工作負載消耗型資源消耗曲線；H3.確認是否目前測試工作負載消耗型資源消耗曲線為最後的工作負載消耗型資源消耗曲線；H4.如果步驟H3的確認結果為否，選擇次於重設的測試工作負載消耗型資源消耗曲線的工作負載消耗型資源消耗曲線為該目標工作負載消耗型資源消耗曲線，或如果步驟H3的確認結果為是，執行步驟I；H5.重複步驟E到步驟F直到一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線滿足步驟F中的結合準則，或最後的工作負載消耗型資源消耗曲線已結合用於步驟F；H6.確認是否一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線滿足步驟H5中的結合準則；及H7.如果步驟H6的確認結果為是，執行步驟H1，或如果步驟H6的確認結果為否，執行步驟H2。
依照本發明，該工作負載消耗型資源消耗曲線可藉記錄由一特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的量、基於歷史記錄預測由該特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的趨勢，或結合一部分預測趨勢與一部分由該特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的量之歷史記錄而獲得。該工作負載消耗型資源可為工作負載所消耗之電力、儲存容
量、頻寬、CPU核心數、IOPS、流通量或延遲時間。該單元容量可為指定用於工作負載的工作負載消耗型資源的一部分，且大於任一工作負載需要之量。
最好，該方法可進一步於步驟I前包含步驟：H8.於序列中依照容量遞減的次序***關於一新的工作負載的一新的工作負載消耗型資源消耗曲線；H9.任意地選擇在該序列中新的工作負載消耗型資源消耗曲線之前的一個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該測試工作負載消耗型資源消耗曲線，及選擇該序列中重設的測試工作負載消耗型資源消耗曲線後的第二個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該目標工作負載消耗型資源消耗曲線；及H10.執行步驟E至步驟H7數個循環，以便該測試工作負載消耗型資源消耗曲線於該序列中依照容量遞減的次序落後於新***的工作負載消耗型資源消耗曲線，或該新***的工作負載消耗型資源消耗曲線已被結合。
藉由依照標準差或容量遞減的次序來對代表各別工作負載的工作負載消耗型資源消耗曲線進行排序，二個工作負載消耗型資源消耗曲線可結合以確認是否滿足結合準則。如果任一種結合滿足該結合準則，對應的工作負載可結合以分享系統中相同的資源。因而，可以達成工作負載消耗型資源優化使用。
第1圖為依照本發明的一種方法的流程圖。
第2圖顯示一周內雲端E-mail服務所消耗的IOPS的記錄。
第3圖表列用來說明在雲端系統的9個運作工作負載中找出可進行工作負載結合的步驟。
第4圖為依照本發明的另一種方法的流程圖。
第5圖為繼承第一實施例中一例子結果的表單。
第6圖為延續第5圖的表單。
第7圖為依照本發明的又一種方法的流程圖。
本發明將藉由參照下列的實施方式而更具體地描述。
本發明提出對時序無彈性型工作負載進行工作負載消耗型資源(Workload-Consumed Resource，WCR)優化使用的方法，而該對時序無彈性型工作負載是運作在一個儲存系統或雲端平台上。此外，該些方法可依照時序無彈性型工作負載的某些特徵進行結合，使用該儲存系統或雲端平台內一給定資源。因此，工作負載消耗型資源指的是儲存系統或雲端平台提供給工作負載的任何硬體或處理優先性。工作負載消耗型資源，舉例來說，可以是工作負載所消耗的電力、儲
存容量、頻寬、CPU(中央處理器)核心數、IOPS(每秒輸入/輸出操作次數)、流通量、延遲時間等。在以下實施例中，使用的工作負載消耗型資源並不限於例子所述者。任何合適的工作負載消耗型資源可被用來替換實施例中揭露者，而這些可替換的工作負載消耗型資源對本發明所屬領域中的人來說，是常見的應用。工作負載消耗型資源消耗曲線(Workload-Consumed Resource Profiles，WCRP)可藉記錄由一特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的量而獲得，它也能基於歷史記錄預測由該特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的趨勢而得到。此處，任何能夠提供這樣預測服務的合適方法、演算法，或模組都能使用。最好使用由相同發明人於美國專利申請案第14/290,533號中所提供的一種儲存設備流量模型，可由該申請案獲得相同技術之共同參考。當然，工作負載消耗型資源消耗曲線更可透過結合一部分預測趨勢與一部分由該特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的量之歷史記錄而獲得。本發明並未限定之。
請參閱第1圖，該圖為依照本發明的一種方法的流程圖。該方法的第一個步驟為提供數個工作負載消耗型資源消耗曲線並對每一工作負載消耗型資源消耗曲線計算一標準差(S01)。依照本發明，每一工作負載消耗型資源消耗曲線為在一週期內由一特定時序無彈性型工作負載所消耗的工作負
載消耗型資源數量的記錄。為了說明何謂工作負載消耗型資源消耗曲線以及標準差如何計算，請見第2圖。該例子顯示一周內雲端電子郵件服務(工作負載)消耗之IOPS的記錄。該曲線為工作負載消耗型資源消耗曲線。從所有的歷史記錄來看，該曲線的每周趨勢約略相同。峰值出現在每周二中午，谷值出現在每周三午夜。趨勢顯示每個周日、周二與周五幾乎都有IOPS需求的相對峰值。類似的曲線每周都可以得到，只是具有不同的極端值。因為電子郵件應該要及時傳送及接收，IOPS工作負載消耗型資源因此也應該要隨時滿足需求而不能有延遲情況，這才完全符合本發明的目的。一個對比例子是資料歸檔服務，因為該服務可以稍後在低流量的時間來處理，所以它不是個時序無彈性型工作負載。一周的時間可視為一個週期。標準差可由以下公式獲得：
SD(WCR)是計算獲得的標準差，n是該週期內的取樣數，而WCR(t)指的是每一取樣點的值(IOPS)，
是所有取樣IOPS的算術平均數。
第2圖顯示一個峰值3550。依照常理考量，系統管理員應該由運作該雲端電子郵件服務系統中保留4000的IOPS給雲端電子郵件服務。這是個簡便的方法且不必隨時調整IOPS。然而，可以了解IOPS=4000與前述曲線間的面積意味著資源浪
費。如果另一個工作負載也與雲端電子郵件服務分享相同的IOPS量(4000)，且二個工作負載消耗型資源消耗曲線的結合(仍然是個曲線)還是低於IOPS=4000，資源的浪費可進一步減少。系統中可能有上千個工作負載，本發明是用來找出合適的工作負載(工作負載消耗型資源消耗曲線)，結合使用給定的資源。
該方法的第二個步驟為決定該工作負載消耗型資源的一單元容量(S02)。單元容量為指定用於工作負載的工作負載消耗型資源的一部分，且大於任一工作負載需要之量。在第2圖的例子中，4000的IOPS可用做該單元容量。單元容量依照系統設定，可以是系統的最小分割使用量。單元容量越大，可以結合的工作負載越多。
下一步，依照標準差的一種次序，排序該些工作負載消耗型資源消耗曲線於一序列中(S03)。該次序可以是遞增次序或遞減次序。接著，設定該序列中的第一個工作負載消耗型資源消耗曲線為一測試工作負載消耗型資源消耗曲線，及該序列中的第二個工作負載消耗型資源消耗曲線為一目標工作負載消耗型資源消耗曲線(S04)。測試工作負載消耗型資源消耗曲線與目標工作負載消耗型資源消耗曲線是用來分別描述進行結合測試的二條曲線，以便能找出合格的結合方式。因而，下一步驟是結合該目標工作負載消耗型資源消耗曲線與該測試工作負載消耗型資源消耗曲線為一結合的工作
負載消耗型資源消耗曲線(S05)。要強調的是對本發明中所有的實施例而言，測試或目標工作負載消耗型資源消耗曲線可能是一個未經結合的工作負載消耗型資源消耗曲線，它也可能是一個已經結合的工作負載消耗型資源消耗曲線(數個工作負載消耗型資源消耗曲線結合以形成一新的工作負載消耗型資源消耗曲線)。
依照第1圖，要進行調整：確認是否該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線的最大量小於該單元容量，且該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線的標準差小於測試工作負載消耗型資源消耗曲線的標準差(S06)。如果前二個結合準則滿足了，即如果步驟S06的確認結果為是，移除用於結合的二個工作負載消耗型資源消耗曲線(目標工作負載消耗型資源消耗曲線與測試工作負載消耗型資源消耗曲線)，且依照標準差次序放置該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線於該序列中(S07)。接著，對每一結合的工作負載與未結合的工作負載指定工作負載消耗型資源的運作量(S08)。該運作量應等於或小於該單元容量但大於對應結合的工作負載或未結合的工作負載之工作負載消耗型資源消耗曲線中之最大量。以第2圖做為例子來說明。IOPS(工作負載消耗型資源)運作量應介於3550至4000之間。
如果最少二結合準則之一未滿足，即如果步驟S06的確認結果為否，那麼選擇次於前一個目標工作負載消耗型
資源消耗曲線的工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該目標工作負載消耗型資源消耗曲線，直到該序列中最後的工作負載消耗型資源消耗曲線被選作該目標工作負載消耗型資源消耗曲線並執行步驟S05(S09)。也就是說除非二結合準則都滿足，S05、S06到S09的步驟將會藉改變用於結合的目標工作負載消耗型資源消耗曲線，重複執行。亦即第一個工作負載消耗型資源消耗曲線不會移動，等待其它的工作負載消耗型資源消耗曲線來進行結合。
下面是實現提供方法的一個例子。請參閱第3圖，該圖表列用來說明在雲端系統的9個運作工作負載中找出可進行工作負載結合的步驟。雲端系統對每一工作負載指定一個虛擬儲存設備。該虛擬儲存設備的儲存容量設定為1500個單元。整體來說，使用了13500個單元。因而，處理程序第1步(在處理程序數字欄位右方的步驟欄位指出處理程序所處本發明的對應步驟)列出了所有的9個工作負載，由WL1到WL9。處理程序第2步列出工作負載消耗型資源消耗曲線，由WCRP1到WCRP9，分別對應前述的工作負載。處理程序第3步列出所有工作負載消耗型資源消耗曲線的計算的標準差，由SD1到SD9。接著，在處理程序第4步中，儲存容量(1500個單元)被用為該單元容量。處理程序第5步列出依照一種遞增次序(右方的標準差較左方的來的大)，由左至右在一序列中列出標準差的排序結果。處理程序第6步由左至右列出對應上方標
準差序列的工作負載消耗型資源消耗曲線。處理程序第7步與第8步各自選出測試與目標工作負載消耗型資源消耗曲線。處理程序第9步顯示目前的用於結合工作負載消耗型資源消耗曲線是WCRP7與WCRP4。
處理程序第10步與第11步顯示步驟S06的確認結果，發現結合的工作負載消耗型資源消耗曲線的最大量大於單元容量。步驟S06的結果為“否”。依照該方法，下一步驟換成步驟S09，在處理程序12中，新的目標工作負載消耗型資源消耗曲線選取為WCRP2。接著，處理程序第13步結合WCRP7與WCRP2。處理程序第14步與第15步顯示目前步驟S06的確認結果。此時，結合準則滿足。因此，處理程序第16步確定工作負載消耗型資源消耗曲線可以進行結合。處理程序第17步列出所有的工作負載消耗型資源消耗曲線，包含結合與未結合的工作負載消耗型資源消耗曲線。處理程序第18步列出依照處理程序第17步欄位的工作負載。很明顯WL7與WL2可以結合來共享一份單元容量，即1500個單元的虛擬儲存設備。因而所有使用的虛擬儲存設備單元數降到了12000個單元。工作負載消耗型資源對時序無彈性型工作負載的優化使用的目標初步實現。
在第一實施例中，找到一組工作負載可結合來共享相同資源。這僅是第一階段的工作負載消耗型資源優化使用。然而，可能還有其它的工作負載可以進行結合以進一步優化
或最佳化使用，甚至已結合的工作負載還可進一步與其它的工作負載結合來共享相同的資源。以下本發明的另一個實施例將揭露達成此目的的步驟。
請參閱第4圖，該圖為依照本發明揭露的另一個方法的流程圖。此方法揭露的第二實施例可更優化第一實施例的結果，該方法包含所有上述的步驟與新的步驟，S10到S16。一步驟增加到步驟S07以重複執行步驟S04直到最後的工作負載消耗型資源消耗曲線已結合用於步驟S06(S10)。步驟S10的目的是重複步驟S04到S07(包含迴路S05-S06-S09)直到測試工作負載消耗型資源消耗曲線(設定為工作負載消耗型資源耗曲線序列的第一個)已對步驟S06與其它所有工作負載消耗型資源嘗試結合測試。如果最後的工作負載消耗型資源消耗曲線已於步驟S06結合過，那麼重設定該測試工作負載消耗型資源消耗曲線為序列中第(n+1)個工作負載消耗型資源消耗曲線，其中前一個測試工作負載消耗型資源消耗曲線為序列中第n個工作負載消耗型資源消耗曲線(S11)。步驟S11意味著序列中第二個工作負載消耗型資源消耗曲線成為測試工作負載消耗型資源消耗曲線，如果前一個測試工作負載消耗型資源耗曲線是序列中的第一個。相同地，如果前一個測試工作負載消耗型資源耗曲線是工作負載消耗型資源源耗曲線
序列中的第二個，序列中第三個工作負載消耗型資源就成為了測試工作負載消耗型資源消耗曲線，…等等。
下一個步驟是確認是否目前測試工作負載消耗型資源消耗曲線為最後的工作負載消耗型資源消耗曲線(S12)。如果步驟S12的確認結果為否，那麼選擇次於重設的測試工作負載消耗型資源消耗曲線的工作負載消耗型資源消耗曲線為該目標工作負載消耗型資源消耗曲線(S13)；如果步驟S12的確認結果為是，則執行步驟S18。當“是”的情況發生，意味著出現了最佳工作負載結合的架構，本發明的所有步驟可以終止。不然，新的測試工作負載消耗型資源消耗曲線必須重設以進行其它步驟。在步驟S13之後，重複步驟S05到步驟S06直到一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線滿足步驟S06中的結合準則，或最後的工作負載消耗型資源消耗曲線已結合用於步驟S06(S14)。步驟S14是利用操作測試與目標工作負載消耗型資源消耗曲線結合的相同步驟並設定終止情況。步驟S15是一個確認步驟：確認是否一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線滿足步驟S06中的結合準則。有兩種情況：如果步驟S15的確認結果為是，執行步驟S10；或如果步驟S15的確認結果為否，執行步驟S11(S16)。
本發明的迭代邏輯為如果一個新的工作負載消耗型資源消耗曲線結合找到了，排序工作必須從第一個工作負載消耗型資源消耗曲線再進行一次(設定第一個工作負載消耗
型資源消耗曲線為測試工作負載消耗型資源消耗曲線，第二個工作負載消耗型資源消耗曲線為目標工作負載消耗型資源消耗曲線)。如果沒有合適的結合，測試工作負載消耗型資源消耗曲線移為序列中次一個工作負載消耗型資源消耗曲線，直到目前測試工作負載消耗型資源消耗曲線是最後一個工作負載消耗型資源消耗曲線。以下茲以一個例子說明上述的方法。
請參閱第5圖與第6圖。第5圖繼承第一實施例中所提出例子處理程序第16步的結果(第19步在第16步之後，導引到其它處理程序終止的結果)。第6圖接續第5圖中該例子未完成的部分，相同的表單形式接著呈現。在處理程序第19步之後，為了不造成冗長說明，在同一個處理程序中可能包含數個步驟。
在處理程序第19步之前，工作負載消耗型資源消耗曲線序列依照標準差的遞增次序為CWCRP1/WCRP4/WCRP3/WCRP1/WCRP9/WCRP8/WCRP6/WCRP5。依照本發明的方法，處理程序第19步是執行步驟S10。也就是說，要測試是否序列中第一個工作負載消耗型資源消耗曲線仍然有機會與其它工作負載消耗型資源消耗曲線結合。答案為否。第5圖與第6圖中的“<SD of NT”表示小於新的測試工作負載消耗型資源消耗曲線(CWCRP1)的標準差。此時，雖然工
作負載消耗型資源消耗曲線的序列未改變，該方法的步驟變成了步驟S11與之後的步驟(處理程序第20步)。
在處理程序第20步中，測試工作負載消耗型資源消耗曲線重設成序列中的第二個，WCRP4。在嘗試過WCRP4與所有之後的目標工作負載消耗型資源消耗曲線結合後，沒有一種結合滿足該結合準則。工作負載消耗型資源消耗曲線的序列沒變，但測試工作負載消耗型資源消耗曲線在處理程序第21步中變成了序列中的第三個，WCRP3。然而，處理程序第21步中發現WCRP3與WCRP8的結合滿足結合準則，該結合命名為CWCRP2。依照步驟S16，步驟S10必須為新的工作負載消耗型資源消耗曲線序列(CWCRP1/CWCRP2/WCRP4/WCRP1/WCRP9/WCRP6/WCRP5)進行。處理程序第22步是進行CWCRP1與CWCRP2的結合與確認。很幸運，CWCRP1與CWCRP2可以結合，而結合的工作負載消耗型資源消耗曲線命名為CWCRP3。
此時，工作負載消耗型資源消耗曲線的序列為CWCRP3/WCRP4/WCRP1/WCRP9/WCRP6/WCRP5。步驟S10又執行一次。在處理程序第23步中，CWCRP3(第一個)是測試工作負載消耗型資源消耗曲線，用來嘗試與其它目標工作負載消耗型資源消耗曲線結合。如第5圖所示，沒有成功的結合。依照步驟S11，測試工作負載消耗型資源消耗曲線成
為了WCRP4而進行結合工作。相同地，處理程序第24步找不到合適的結合。
請見第6圖。在處理程序第25步中，相同的工作負載消耗型資源消耗曲線序列以第二個工作負載消耗型資源消耗曲線作為測試工作負載消耗型資源消耗曲線進行程序。又一次，沒有結合滿足結合準則。處理程序第26步使用WCRP9作為測試工作負載消耗型資源消耗曲線。相同地，沒有找到合適的結合。
處理程序第27步結合最後兩個工作負載消耗型資源消耗曲線，找到WCRP6與WCRP5可以進行結合。結合的工作負載消耗型資源消耗曲線為CWCRP4。依照步驟S16，需要再次從頭進行確認結合的工作。工作負載消耗型資源消耗曲線新的序列為CWCRP3/WCRP4/CWCRP4/WCRP1/WCRP9。從處理程序第28步到處理程序第31步，依序測試目標工作負載消耗型資源消耗曲線，由CWCRP3到WCRP1。沒有發現合適的結合。在處理程序第32步中，發現WCRP9將是工作負載消耗型資源消耗曲線序列最後一個作為測試工作負載消耗型資源消耗曲線。程序來到步驟S08，得到工作負載結合的最終結果而可共享給定的資源。在這個例子中，有兩群結合(W7+WL2+WL3+WL8與WL6+WL5)，以及三個獨立的工作負載(WL4、WL1與WL9)。僅須提供7500個單元的資源(每一組1500單元)，也就是節省了6000個單元。
在工作負載結合以共享給定資源後，本發明可以容許一個新的工作負載在系統中運作。一種簡便的方法可以找出現有工作負載的最佳結合方式，並為目前及新的工作負載減少資源浪費。
請參閱第7圖，該圖為依照本發明用來滿足前述需求的方法之流程圖。藉使用第一與第二實施例中相同的流程圖，在步驟S08(指定資源)前多增加了三個步驟。首先，於序列中依照標準差次序***關於一新的工作負載的一新的工作負載消耗型資源消耗曲線(S17)。要強調的是步驟S17應在某些原始工作負載已進行優化結合後進行，雖然優化結果還不是處於最佳狀態。接著，任意地選擇在該序列中新的工作負載消耗型資源消耗曲線之前的一個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該測試工作負載消耗型資源消耗曲線，及選擇該序列中重設的測試工作負載消耗型資源消耗曲線後的第二個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該目標工作負載消耗型資源消耗曲線(S18)。也就是說測試工作負載消耗型資源消耗曲線的選擇不需要從工作負載消耗型資源消耗曲線序列的第一個開始。可以使用，舉例來說新***的工作負載消耗型資源消耗曲線前面第二個，開始測試工作負載消耗型資源消耗曲線。最後的步驟是執行步驟S05到步驟S16數個循環，以便該測試工作負載消耗型資源消耗曲線於該序列中依照標
準差次序落後於新***的工作負載消耗型資源消耗曲線，或該新***的工作負載消耗型資源消耗曲線已被結合。(S19)。很顯然，如果有太多的工作負載，程序可以在新***的工作負載消耗型資源消耗曲線已結合並確認結合準則後的任何時間停止。這樣可以節省時間。
在前面的個實施例中，工作負載消耗型資源消耗曲線序列遵循標準差的遞增次序或遞減次序。依照本發明的精神，該次序可以是容量遞減的次序(工作負載或結合的工作負載消耗最大量的資源)。本實施例說明實現方式。
方法很簡單，使用前面實施例的流程圖來說明。有幾個相異之處。首先，提供工作負載消耗型資源消耗曲線不須計算標準差(在步驟S01中)。第二，工作負載消耗型資源消耗曲線的排序是基於容量遞減的次序，而非標準差次序(在步驟S03中)。第三，結合準則僅留下“是否該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線的最大量小於該單元容量”。標準差不再是評判標準(在步驟S05中)。最後，改變步驟S17與步驟S19的***次序為依照容量遞減的次序。其餘的步驟和相關操作的保持不變。
對以上實施例來說，要注意提供的工作負載消耗型資源消耗曲線可以分成數群組。每一群組工作負載消耗型資源消耗曲線能以第一或第二實施例中的方法進行，以找出某
些工作負載的結合。那麼，該些群組進行的工作負載消耗型資源消耗曲線再被蒐集，再重新應用本發明。這也是本發明的範疇之一。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (15)
- 一種對時序無彈性型工作負載進行工作負載消耗型資源優化使用的方法，包含步驟：A.提供複數個工作負載消耗型資源消耗曲線並對每一工作負載消耗型資源消耗曲線計算一標準差，其中每一工作負載消耗型資源消耗曲線為在一週期內由一特定時序無彈性型工作負載所消耗的工作負載消耗型資源數量的記錄；B.決定該工作負載消耗型資源的一單元容量；C.依照標準差的一種次序，排序該些工作負載消耗型資源消耗曲線於一序列中；D.設定該序列中的第一個工作負載消耗型資源消耗曲線為一測試工作負載消耗型資源消耗曲線，及該序列中的第二個工作負載消耗型資源消耗曲線為一目標工作負載消耗型資源消耗曲線；E.結合該目標工作負載消耗型資源消耗曲線與該測試工作負載消耗型資源消耗曲線為一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線；F.確認是否該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線的最大量小於該單元容量且該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線的標準差小於測試工作負載消耗型資源消耗曲線的標準差； G.如果步驟F的確認結果為否，選擇次於前一個目標工作負載消耗型資源消耗曲線的工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該目標工作負載消耗型資源消耗曲線，直到該序列中最後的工作負載消耗型資源消耗曲線被選作該目標工作負載消耗型資源消耗曲線並執行步驟E；H.如果步驟F的確認結果為是，移除用於結合的二個工作負載消耗型資源消耗曲線且依照標準差次序放置該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線於該序列中；及I.對每一結合的工作負載與未結合的工作負載指定工作負載消耗型資源的運作量，其中該運作量等於或小於該單元容量但大於對應結合的工作負載或未結合的工作負載之工作負載消耗型資源消耗曲線中之最大量。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步於步驟H後包含步驟：H1.重複執行步驟D直到最後的工作負載消耗型資源消耗曲線已結合用於步驟F；H2.重設定該測試工作負載消耗型資源消耗曲線為序列中第(n+1)個工作負載消耗型資源消耗曲線，其中前一個測試工作負載消耗型資源消耗曲線為序列中第n個工作負載消耗型資源消耗曲線；H3.確認是否目前測試工作負載消耗型資源消耗曲線為最 後的工作負載消耗型資源消耗曲線；H4.如果步驟H3的確認結果為否，選擇次於重設的測試工作負載消耗型資源消耗曲線的工作負載消耗型資源消耗曲線為該目標工作負載消耗型資源消耗曲線，或如果步驟H3的確認結果為是，執行步驟I；H5.重複步驟E到步驟F直到一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線滿足步驟F中的結合準則，或最後的工作負載消耗型資源消耗曲線已結合用於步驟F；H6.確認是否一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線滿足步驟H5中的結合準則；及H7.如果步驟H6的確認結果為是，執行步驟H1，或如果步驟H6的確認結果為否，執行步驟H2。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該工作負載消耗型資源消耗曲線可藉記錄由一特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的量、基於歷史記錄預測由該特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的趨勢，或結合一部分預測趨勢與一部分由該特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的量之歷史記錄而獲得。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該次序為遞增次序或遞減次序。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該工作負載消耗型資源為工作負載所消耗之電力、儲存容量、頻寬、CPU (中央處理器)核心數、IOPS(每秒輸入/輸出操作次數)、流通量(throughput)或延遲時間。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該單元容量為指定用於工作負載的工作負載消耗型資源的一部分，且大於任一工作負載需要之量。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步於步驟I前包含步驟：H8.於序列中依照標準差次序***關於一新的工作負載的一新的工作負載消耗型資源消耗曲線；H9.任意地選擇在該序列中新的工作負載消耗型資源消耗曲線之前的一個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該測試工作負載消耗型資源消耗曲線，及選擇該序列中重設的測試工作負載消耗型資源消耗曲線後的第二個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該目標工作負載消耗型資源消耗曲線；及H10.執行步驟E至步驟H7數個循環，以便該測試工作負載消耗型資源消耗曲線於該序列中依照標準差次序落後於新***的工作負載消耗型資源消耗曲線，或該新***的工作負載消耗型資源消耗曲線已被結合。
- 如申請專利範圍第2項所述之方法，進一步於步驟I前包含步驟：H8.於序列中依照標準差次序***關於一新的工作負載的 一新的工作負載消耗型資源消耗曲線；H9.任意地選擇在該序列中新的工作負載消耗型資源消耗曲線之前的一個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該測試工作負載消耗型資源消耗曲線，及選擇該序列中重設的測試工作負載消耗型資源消耗曲線後的第二個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該目標工作負載消耗型資源消耗曲線；及H10.執行步驟E至步驟H7數個循環，以便該測試工作負載消耗型資源消耗曲線於該序列中依照標準差次序落後於新***的工作負載消耗型資源消耗曲線，或該新***的工作負載消耗型資源消耗曲線已被結合。
- 一種對時序無彈性型工作負載進行工作負載消耗型資源優化使用的方法，包含步驟：A.提供複數個工作負載消耗型資源消耗曲線，其中每一工作負載消耗型資源消耗曲線為在一週期內由一特定時序無彈性型工作負載所消耗的工作負載消耗型資源數量的記錄；B.決定該工作負載消耗型資源的一單元容量；C.依照容量遞減的次序，排序該些工作負載消耗型資源消耗曲線於一序列中；D.設定該序列中的第一個工作負載消耗型資源消耗曲線為一測試工作負載消耗型資源消耗曲線，及該序列中 的第二個工作負載消耗型資源消耗曲線為一目標工作負載消耗型資源消耗曲線；E.結合該目標工作負載消耗型資源消耗曲線與該測試工作負載消耗型資源消耗曲線為一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線；F.確認是否該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線的最大量小於該單元容量；G.如果步驟F的確認結果為否，選擇次於前一個目標工作負載消耗型資源消耗曲線的工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該目標工作負載消耗型資源消耗曲線，直到該序列中最後的工作負載消耗型資源消耗曲線被選作該目標工作負載消耗型資源消耗曲線並執行步驟E；H.如果步驟F的確認結果為是，移除用於結合的二個工作負載消耗型資源消耗曲線且依照容量遞減的次序放置該結合的工作負載消耗型資源消耗曲線於該序列中；及I.對每一結合的工作負載與未結合的工作負載指定工作負載消耗型資源的運作量，其中該運作量等於或小於該單元容量但大於對應結合的工作負載或未結合的工作負載之工作負載消耗型資源消耗曲線中之最大量。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法，進一步於步驟H後包含 步驟：H1.重複執行步驟D直到最後的工作負載消耗型資源消耗曲線已結合用於步驟F；H2.重設定該測試工作負載消耗型資源消耗曲線為序列中第(n+1)個工作負載消耗型資源消耗曲線，其中前一個測試工作負載消耗型資源消耗曲線為序列中第n個工作負載消耗型資源消耗曲線；H3.確認是否目前測試工作負載消耗型資源消耗曲線為最後的工作負載消耗型資源消耗曲線；H4.如果步驟H3的確認結果為否，選擇次於重設的測試工作負載消耗型資源消耗曲線的工作負載消耗型資源消耗曲線為該目標工作負載消耗型資源消耗曲線，或如果步驟H3的確認結果為是，執行步驟I；H5.重複步驟E到步驟F直到一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線滿足步驟F中的結合準則，或最後的工作負載消耗型資源消耗曲線已結合用於步驟F；H6.確認是否一結合的工作負載消耗型資源消耗曲線滿足步驟H5中的結合準則；及H7.如果步驟H6的確認結果為是，執行步驟H1，或如果步驟H6的確認結果為否，執行步驟H2。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該工作負載消耗型資源消耗曲線藉記錄由一特定工作負載所消耗的工作 負載消耗型資源的量、基於歷史記錄預測由該特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的趨勢，或結合一部分預測趨勢與一部分由該特定工作負載所消耗的工作負載消耗型資源的量之歷史記錄而獲得。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該工作負載消耗型資源為工作負載所消耗之電力、儲存容量、頻寬、CPU核心數、IOPS、流通量或延遲時間。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該單元容量為指定用於工作負載的工作負載消耗型資源的一部分，且大於任一工作負載需要之量。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法，進一步於步驟I前包含步驟：H8.於序列中依照容量遞減的次序***關於一新的工作負載的一新的工作負載消耗型資源消耗曲線；H9.任意地選擇在該序列中新的工作負載消耗型資源消耗曲線之前的一個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該測試工作負載消耗型資源消耗曲線，及選擇該序列中重設的測試工作負載消耗型資源消耗曲線後的第二個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該目標工作負載消耗型資源消耗曲線；及H10.執行步驟E至步驟H7數個循環，以便該測試工作負載消耗型資源消耗曲線於該序列中依照容量遞減的次序 落後於新***的工作負載消耗型資源消耗曲線，或該新***的工作負載消耗型資源消耗曲線已被結合。
- 如申請專利範圍第10項所述之方法，進一步於步驟I前包含步驟：H8.於序列中依照容量遞減的次序***關於一新的工作負載的一新的工作負載消耗型資源消耗曲線；H9.任意地選擇在該序列中新的工作負載消耗型資源消耗曲線之前的一個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該測試工作負載消耗型資源消耗曲線，及選擇該序列中重設的測試工作負載消耗型資源消耗曲線後的第二個工作負載消耗型資源消耗曲線來重設定該目標工作負載消耗型資源消耗曲線；及H10.執行步驟E至步驟H7數個循環，以便該測試工作負載消耗型資源消耗曲線於該序列中依照容量遞減的次序落後於新***的工作負載消耗型資源消耗曲線，或該新***的工作負載消耗型資源消耗曲線已被結合。
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