Power grids use a constantly changing mix of fossil fuels and clean renewables like solar and wind. Because of this, the {\em carbon footprint} fluctuates drastically based on time and geographic location. Time-varying carbon intensity creates opportunities to reduce carbon emissions by shifting workloads to cleaner periods, but deadlines, task dependencies, and limited edge capacity constrain this flexibility. We study carbon-aware scheduling of jobs with release times, deadlines, and arbitrary precedence constraints under piecewise-constant carbon costs. Jobs execute preemptively on a single edge server or are outsourced at job-dependent costs to an unlimited-capacity cloud, modeled as providing instantaneous execution. The objective is to minimize the sum of edge carbon costs and cloud outsourcing costs while satisfying all timing and precedence constraints. For edge-only execution, we give an exact polynomial-time algorithm. Allowing cloud outsourcing makes the problem NP-hard, but we obtain a fully polynomial-time approximation scheme through a reduction to preemptive scheduling with rejection penalties (weighted tardiness). In contrast, even two edge servers without job migration admit no polynomially bounded approximation when carbon-cost variation is unrestricted, unless \(P=NP\). We complement these theoretical results with experiments on controlled synthetic workloads and production-derived Alibaba traces. On synthetic instances, our incremental max-flow implementation is $4.96\times$ faster on average than a direct min-cost flow, while experiements on production-derived workloads evaluate its performance under realistic job structures.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

64页|电力行业数字孪生技术应用白皮书(2022)
专知会员服务
76+阅读 · 2022年10月24日
《工业领域碳达峰实施方案》,25页pdf
专知会员服务
24+阅读 · 2022年8月15日
绿色制造标准化白皮书(2021版),48页pdf
专知会员服务
33+阅读 · 2021年11月10日
电力数字化2030白皮书(附报告),58页pdf
专知
13+阅读 · 2022年12月4日
报告 | 绿色制造标准化白皮书(2019年版)(附PDF下载)
走向智能论坛
11+阅读 · 2019年9月10日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
多图带你读懂 Transformers 的工作原理
AI研习社
10+阅读 · 2019年3月18日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Generative Adversarial Text to Image Synthesis论文解读
统计学习与视觉计算组
13+阅读 · 2017年6月9日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
16+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
5+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
7+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
4+阅读 · 11月6日
相关资讯
电力数字化2030白皮书(附报告),58页pdf
专知
13+阅读 · 2022年12月4日
报告 | 绿色制造标准化白皮书(2019年版)(附PDF下载)
走向智能论坛
11+阅读 · 2019年9月10日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
多图带你读懂 Transformers 的工作原理
AI研习社
10+阅读 · 2019年3月18日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Generative Adversarial Text to Image Synthesis论文解读
统计学习与视觉计算组
13+阅读 · 2017年6月9日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员