E le ments sur la consommation d'e nergie du nume rique Erol Gelenbe Acade mie des Technologies

Éléments sur la consommation d’énergie du
                  numérique

                Erol Gelenbe
          Académie des Technologies

Architecture Courante des TIC
                                                 FOG: REPONSE                    Data Centres
                                                RAPIDE AUX APP                 Les Mieux Optimisés
                                                   URGENTES                en Consommation d’Energie
                                                Millions de FOGs

                       Dizaines de Milliards
                                               FOG: [Reseau Fiable
                       d’objets Connectes                                              Dizaines de
                                               (Ethernet), Serveurs]
                       ~ 10 Millions de
                                               Service aux Apps, IoT,                  Millions de
                       Stations de Base
                                               Domotique, SMART         ~1 Milliard    Routeurs de
                                               Grid, Vehicules          de RTR-WIFI,   paquets,
                                               Intelligents,            Boxes.         Switches,
                                               Jeux etc.                Serveurs de    Controleurs
                                                                        Bureau ou      SDN,
                                                                        d’Usine,
CHIFFRES 2018-2019 SUR ~ 23,000 TWH D’ELECTRICITE CONSOMMEE                            Interfaces,
                                                                        imprim’tes.
DATA CENTRES ~ 200 TWH   RéSEAUX [RAN + INTERNET] ~ 250 TWH                            Fibres Et
USAGERS ~ 550 TWH           FABRICATION ~ 1000 TWH                                     Gigabit
                                                                                       Ethernet

Impact de la 5G: Rapport de la GSMA*
GSMA is a global member-led organisation representing the mobile industry. Our unique and privileged position in the industry enables members
to work towards common goals, around priority industry topics such as 5G, IoT, Roaming, AI, Security and SIM Technology.
                 SUR UN OPEX de 22%, L’ELECTICITE POURRAIT REPRESENTER 25%
          LA 5G APRES OPTIMISATION POURRAIT CONSOMMER A TERME LE DOUBLE DE LA 4G
                 https://www.gsma.com/futurenetworks/wiki/energy-efficiency-2/
« Huawei estimates that energy consumption will fall initially until around 2021 (MDPI report). However ... 5G data
traffic (and network deployments) increase, so does energy usage .. at a rate of 5% p.a. from 2022 until 2025 ...
contingent on a breakthrough in efficient 5G technologies, a delay of which could see global energy usage increasing
by an additional incremental 30% »

Quels Sont Les Moyens Pour Reduire La
     Consommation d’Energie Des TIC ?
• Mesurons Pour Comprendre et Savoir  Grandes Masses De Données +
  Plus De Transfert De Données et Calcul, et Plus de Consommation Dans
  les Réseaux + Data Centres (Mais On le Fait Déjà Pour La Facturation)
• Gestion Optimale Du Renouvellement des Equipements  Que Faire des
  « Anciens »
• Gestion Dynamique Pour Optimiser QoS + Energie  Complexité
  Croissante + Risques de Pannes
• Mise en Sommeil Dynamique  Couts en Performances (Retards, Perte de
  Données) et en Enérgie de la Mise en Sommeil et du Réveil
                 + Attaques « Denial Of Sleep »

Le Trafic Zéro Est Rare Sur Les Gros équipements
  A. Gallal et al. (2016), "Power Consumption of Packet Processing Engines and Interfaces of Edge Router:
Measurements and Modeling," The Twelfth International Conference on Networking and Services (ICNS) 2016.

Ce N’Est Facile Ni De S’Endormir   La Consommation dépend
Ni De Se Réveiller !!              Beaucoup des « PAQUETS »

En S’Endormant On Perd Ses Paquets !!

            E. Gelenbe and S. Silvestri, ``Optimisation of Power Consumption in Wired Packet
            Networks,'' Proc. QShine'09, 22 (12), 717-728, LNICST, Springer Verlag.

Mesures sur Un FOG: Systeme Réparti AVEC Réseau SDN
                [SDN Switch = NUC, Serveur = NUC]
P. Fröhlich, E. Gelenbe, J. Fiołka, J. Checinski, M. Nowak, Z. Filus, « Smart SDN Management of Fog Services to Optimize QoS and Energy » Sensors
                                                   21: 3105, 2021. https://doi.org/10.3390/s21093105

                                                      Les Clients Sont
                                                    Les Mobiles, LES APP,
                                                       Les Objets (IoT),
                                                        LES Véhicules,
                                                             ETC.

Mesure De la Consommation
        D’Energie

Machine de Base: le NUC et Ses
Charactéristiques de Consommation
            D’Energie

Comportement du Système en Fonction de la
Charge: Adaptation aux Surcroits de Charge
   Grace au SDN – Variations Aléatoires

Adaptation Grace au SDN: Une Réduction de 15%
  de la Consommation S’Obtient au Prix D’Une
   Augmentation de 2% Du Temps de Réponse

Adapter Les Performances et La Consommation
                 d’Energie

Les Systemes TIC sont De Plus en Plus Complexes
               et Interconnectés

La Mesure et L’Evaluation de Leur Consommation
   d’Energie Nécessite une Analyse Fine et des
                Expérimentations

  Les Dispositifs Modernes Peuvent Permettre
         Leur Adaptation en Temps Réel

 Un Grand Merci pour Votre Attention .. Mais
Attention aux Pertes de Données et aux Pannes