Algoritmo desarrollado en el MIT podría ayudar a grandes empresas de Internet a reducir costos de electricidad y emisiones



Centro de datos de Google en Dallas podría usar un algoritmo para ahorrar costos de electricidad

Un algoritmo desarrollado en el MIT podría ayudar a las grandes empresas de Internet a reducir costos de electricidad y disminuir las emisiones. Energías alternativas, emisiones contaminantes

Centro de datos de Google en Dallas podría usar un algoritmo para ahorrar costos de electricidad

Un algoritmo de enrutamiento en Internet, que sigue las fluctuaciones de los precios de la electricidad, podría salvar a empresas hambrientas de datos como Google, Microsoft y Amazon de gastar millones de dólares cada año en costos de la electricidad.

Un estudio realizado por  investigadores del MIT, la Universidad Carnegie Mellon, y la compañís de conectividad Akamai sugiere que estas empresas de Internet podrían reducir su uso de energía en hasta un 40 por ciento por el desvío de datos a lugares donde los precios de la electricidad son más bajos en un día en particular.

Los centros de datos modernos consumen enormes cantidades de electricidad y este uso va en aumentando a un ritmo rápido. El consumo de energía se ha acelerado al pasar de las aplicaciones de computadoras de escritorio a Internet y la información se transfiere desde ordenadores ordinarios a una «nube» distribuida de servicios de computación. Para las empresas más grandes del mundo de tecnología de la información, esto significa un gasto mínimo de 30 millones de dólares en electricidad cada año, haciendo modestas estimaciones.

Asfandyar Qureshi, un estudiante doctorado en el MIT, en primer lugar presentó la idea de un algoritmo de enrutamiento inteligente que rastreaba a los precios de la electricidad para reducir los costos en un documento presentado en octubre de 2008. Ese año, Qureshi y sus colegas se acercaron a investigadores de Akamai para obtener los datos de ruteo del mundo real para poner a prueba la idea. La información de los servidores distribuidos de Akamai que alojan muchos de los sitios Web más grandes de todos los Estados Unidos y en el extranjero, y procesan unos 275 mil millones de solicitudes por día, mientras que la empresa no requiere de muchos centros de datos grandes en sí, su tráfico de datos proporciona una manera de modelar la demanda de grandes compañías de Internet.

Los investigadores analizaron primero los datos de precios de electricidad de 39 meses para 29 grandes ciudades de Estados Unidos. Los precios de la electricidad fluctúan por una variedad de razones, entre ellas, los cambios estacionales en la oferta, alzas de precios de los combustibles, y los cambios en la demanda de los consumidores, y los investigadores encontraron una  sorprendente volatilidad, incluso entre lugares geográficamente cercanos.

«Lo que más me sorprendió fue que no había un lugar donde siempre fuera más barato», dice Bruce Maggs, Vicepresidente de Investigación en Akamai, que contribuyó con el proyecto mientras trabajaba como profesor de Carnegie Mellon y es actualmente profesor de la Universidad de Duke. «Hay grandes fluctuaciones en plazos cortos de tiempo».

Posteriormente, el equipo diseñó un plan de enrutamiento diseñado para tomar ventaja de las fluctuaciones diarias y por hora en los costos de la electricidad en todo el país. El algoritmo resultante pesa hasta la distancia física necesaria para enrutar la información – porque es más caro mover los datos a mayor distancia – en contra de los probables ahorros de costes de la reducción de la utilización de la energía. Los datos recogidos de nueve servidores de Akamai, que abarcan 24 días de actividad, sirvieron para probar el sistema de enrutamiento utilizando datos del mundo real. El equipo encontró que, en el mejor de los casos – uno en el que el uso de la energía es proporcional a la computación – una empresa podría reducir su consumo de energía en un 40 por ciento. «Los resultados fueron muy sorprendentes», dice Maggs.

Los investigadores dicen que la capacidad de disminuir el consumo de energía podría tener otro beneficio enorme para las empresas de Internet. Si una empresa de energía se esfuerzan para satisfacer la demanda, podría negociar con el fin de que la capacidad computacional sea  trasladada a otro lugar; los investigadores dicen que los mecanismos de mercado necesarios para que esto sea posible ya existen.

La espiral de consumo de energía se ha convertido en una importante preocupación para las compañías de Internet más grande del mundo; un informe publicado por McKinsey & Company y el Uptime Institute en julio de 2008 estima que el uso de energía de los centros de datos se cuadruplicará en los próximos diez años en ausencia de esfuerzos para mejorar la eficiencia.

La presión para reducir costes y las emisiones contaminantes está obligando a los administradores de los centros de datos a repensar radicalmente su diseño y gestión. Google recientemente construyó un centro de datos en Bélgica que depende por completo de la refrigeración ambiental – en los días en que el clima se pone más cálido, los servidores son simplemente apagados. Maggs dice que un sistema de enrutamiento de Internet sensible al consumo de energía – es una extensión de esta idea. «Los recursos son cada vez más escasos y esta es la última prórroga para esto», dice.

«En principio esto podría funcionar», dice Jonathan Koomey, un científico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y profesor de la Universidad de Stanford, que estudia el uso de la energía y el impacto medioambiental de la tecnología de la información. «El truco está en ser capaz de controlar estos sistemas lo suficientemente bien y crear controles que sean lo suficientemente baratos como para ser capaces de tomar ventaja de la posibilidad de arbitraje disponible del diferencial de precios de la electricidad, sin afectar la fiabilidad o la latencia», dice Koomey.

Maggs advierte que la idea no garantiza la reducción del uso de la energía o la contaminación, sólo la disminución de los costos de la energía. «El documento no se trata de ahorrar energía sino de ahorro de costos, aunque hay algunas maneras de hacer las dos cosas», dice. «Usted tiene que esperar que las dos cosas estén alineadas».

Además, advierte que este esquema se basa en empresas que tengan algún tipo de «elasticidad de la energía». En otras palabras, sus servidores necesitan utilizar sustancialmente menos energía cuando están inactivos que cuando se encuentran en funcionamiento normal. Esto no siempre ha sido el caso, pero Google dice que su propios servidores consumen el 65 por ciento de la energía cuando están inactivos.

Michael Manos, Vicepresidente Senior de Digital Realty Trust, una empresa que diseña, construye y gestiona grandes centros de datos, cree que la falta de elasticidad con la que se construye el hardware moderno en la actualidad hace que sea imposible alcanzar las mejoras propuestas.

«Es una gran investigación, pero hay algunos problemas fundamentales de base con la hipótesis inicial, que impiden el tipo de ahorro que presentan», dice Manos. Porque la mayoría de los servidores no están acostumbrados a la capacidad.

Sin embargo, Manos ve mucho margen de mejora en los diseños de los centros de datos. «Creo que la industria de los centros de datos está empezando a ingresar en una especie de renacimiento», dice. «La tecnología, los factores económicos, y una nueva generación de administradores de centros de datos está obliganda a cambiar la industria. Es un buen momento para involucrarse».

Koomey sugiere que los costos crecientes de la energía podrían alentar a algunas empresas a considerar medidas radicales, como el desvío de datos: «La electricidad es un componente bastante grande en los costos de los centros de datos por lo que esto podría llegar a funcionar».

Un algoritmo desarrollado en el MIT podría ayudar a las grandes empresas de Internet a reducir costos de electricidad y disminuir las emisiones. Energías alternativas, emisiones contaminantes

Fuente: Technology Review (www.technologyreview.com)


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