Ambiente de medição de consumo de energia para SGBDs NoSQL

Abstract

O crescimento exponencial do volume de dados processados por aplicações computacionais exige soluções eficientes em termos de consumo energético e desempenho. Os Sistemas de Gerenciamento de Bancos de Dados NoSQL desempenham um papel fundamental no armazenamento e recuperação de grandes quantidades de informação, especialmente em infraestruturas distribuídas e data centers. No entanto, a influência dessas tecnologias no consumo energético ainda é um desafio pouco explorado.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e validação de um ambiente de medição de consumo de energia para SGBDs NoSQL. Para isso, foi projetado um servidor de medição baseado em Arduino, utilizando sensores especializados para capturar dados de corrente e tensão. A infraestrutura desenvolvida possibilita a avaliação do impacto energético de diferentes bancos de dados, permitindo a comparação de seu consumo energético em diversas cargas de trabalho.

Os experimentos foram conduzidos utilizando o Yahoo! Cloud Serving Benchmark (YCSB) para simular operações comuns em bancos de dados NoSQL. Além disso, foram aplicadas técnicas estatísticas, como Bootstrap e t‑Student, para garantir a precisão e confiabilidade dos resultados obtidos. Os dados coletados foram validados por meio da comparação com um medidor comercial MINIPA ET‑4091, evidenciando a robustez da abordagem adotada.

Os resultados indicam que a arquitetura do banco de dados influencia diretamente o consumo de energia. Bancos de dados chave‑valor, como o Redis, demonstraram menor consumo energético, enquanto bancos orientados a documentos, como o MongoDB, apresentaram maior demanda energética, especialmente em operações de escrita e atualização. Observou‑se também que a eficiência energética varia conforme a carga de trabalho e a complexidade das operações realizadas.