Kapan Microservices Menghemat Energi? Bukti dari Alur Kerja Simulasi Lingkungan

Analisis komparatif orkestrasi monolitik, berbasis polling, dan berbasis peristiwa untuk model lingkungan dalam kontainer

Joshua Rowley; Abdessalam Elhabbash· 2026· DOI 10.48550/arXiv.2608.18376

Masalah inti

Model simulasi lingkungan sangat penting untuk analisis skenario, kalibrasi, dan pengambilan keputusan. Namun, eksekusi berulang model-model ini dapat menimbulkan biaya energi yang signifikan. Arsitektur microservices menawarkan modularitas dan skalabilitas, tetapi dampak rendah karbonnya masih belum jelas karena dekomposisi menimbulkan overhead dari orkestrasi, komunikasi, persistensi, dan layanan idle. Makalah ini mengevaluasi empat model lingkungan sebagai alur kerja microservice dalam kontainer, membandingkan eksekusi monolitik dengan orkestrasi berbasis polling dan berbasis peristiwa. Pertanyaan penelitian utamanya adalah: dalam kondisi apa microservices menghemat energi dalam alur kerja simulasi lingkungan?

Hasil menunjukkan bahwa microservices meningkatkan konsumsi energi untuk model yang lebih kecil atau berpasangan erat, di mana overhead koordinasi mendominasi. Untuk alur kerja yang lebih besar, orkestrasi berbasis peristiwa mengurangi penggunaan energi meskipun waktu eksekusi lebih lama. Secara khusus, eksekusi ulang hilir yang selektif mencapai pengurangan 41% selama eksplorasi parameter berulang. Ini menunjukkan bahwa manfaat microservices bergantung pada konteks: mereka tidak selalu hemat energi, tetapi dapat menguntungkan untuk alur kerja yang lebih besar dan berpasangan longgar ketika orkestrasi berbasis peristiwa dan eksekusi ulang selektif digunakan.

Model simulasi lingkungan sangat penting untuk analisis skenario, kalibrasi, dan pengambilan keputusan. Namun, eksekusi berulang model-model ini dapat menimbulkan biaya energi yang signifikan. Arsitektur microservices menawarkan modularitas dan skalabilitas, tetapi dampak rendah karbonnya masih belum jelas karena dekomposisi menimbulkan overhead dari orkestrasi, komunikasi, persistensi, dan layanan idle. Makalah ini mengevaluasi empat model lingkungan sebagai alur kerja microservice dalam kontainer, membandingkan eksekusi monolitik dengan orkestrasi berbasis polling dan berbasis peristiwa. Pertanyaan penelitian utamanya adalah: dalam kondisi apa microservices menghemat energi dalam alur kerja simulasi lingkungan?

Studi ini mengevaluasi empat model lingkungan, masing-masing dikontainerkan sebagai alur kerja microservice. Tiga strategi eksekusi dibandingkan:

Temuan ini menyoroti trade-off antara modularitas dan efisiensi energi. Untuk model kecil atau berpasangan erat, overhead orkestrasi, komunikasi, dan persistensi melebihi manfaat apa pun, yang menyebabkan konsumsi energi lebih tinggi. Untuk alur kerja yang lebih besar, orkestrasi berbasis peristiwa dapat mengurangi penggunaan energi dengan menghindari komputasi yang tidak perlu, bahkan jika waktu eksekusi meningkat. Eksekusi ulang hilir yang selektif lebih lanjut meningkatkan penghematan energi dengan hanya menghitung ulang komponen yang terpengaruh selama eksplorasi parameter. Ini menunjukkan bahwa microservices harus diadopsi secara bijaksana, dengan pertimbangan cermat terhadap ukuran model, kopling, dan strategi orkestrasi. Pekerjaan selanjutnya dapat mengeksplorasi orkestrasi adaptif yang secara dinamis beralih antara eksekusi monolitik dan microservice berdasarkan karakteristik beban kerja.

Praktisi dan peneliti ilmu komputer

Membuka konten member…