Hacia una «nube» sostenible, racional y eficiente en el plano energético

Hoy en día todo el mundo utiliza lo que se ha dado en llamar la «nube» para cubrir sus necesidades informáticas básicas, como puedan ser intercambiar archivos por Dropbox, guardar imágenes en Google Drive o hacer un pedido por Amazon. Pero, por norma general, un servidor de la «nube» funciona a tan sólo el 20 % aproximadamente de su capacidad computacional. Además, la nube representa actualmente casi el 10 % del consumo total mundial de electricidad. Cabe, pues, afirmar que el modelo vigente de la computación en la nube es insostenible.

CLOUDLIGHTNING, proyecto financiado con fondos europeos, tiene el propósito de cambiar ese modelo por una nube más eficiente, sostenible y centrada en el usuario. Sus responsables trabajan en el desarrollo de una infraestructura de computación en la nube racional y de consumo eficiente que brinde ahorros energéticos a los proveedores de servicios en la nube y simplifique el acceso para sus usuarios. Desde el proyecto creen que, haciendo uso de recursos de procesamiento heterogéneos, será posible incrementar la capacidad computacional de la nube desde el decepcionante 20 % actual a una cifra más sostenible del 80 %.

La trastienda de la nube

Quizás sorprenda tal grado de ineficiencia de la computación en la nube. Al fin y al cabo, la noción fundamental de la nube es que ya no se necesiten archivos, datos ni máquinas en el sentido físico. Pero en la «trastienda» de la nube se encuentran centros de procesamiento de datos (CPD) inmensos y homogéneos que constan de máquinas, componentes y demás dispositivos físicos, y los investigadores de CLOUDLIGHTNING opinan que este modelo restringe la capacidad de procesamiento computacional y limita las posibilidades que están al alcance de los usuarios.

Un caso ilustrativo es la computación de alto rendimiento (HPC) empleada por los colectivos técnicos y científicos, cuyas necesidades no quedan cubiertas plenamente por la nube homogénea actual, un recurso mercantilizado. Un motivo es que el uso que hacen de los recursos en la nube no siempre es previsible, sino que su intensidad suele ser variable. Hoy por hoy, los proveedores de servicios en la nube no ofrecen la opción de configurar los recursos disponibles de un modo que se ajuste a esa necesidad tan singular, motivo por el que, sencillamente, la computación en la nube no se utiliza con fines de HPC.

El equipo del proyecto CLOUDLIGHTNING señaló en un informe publicado recientemente que, a consecuencia de esa falta de flexibilidad, entre quienes utilizan la HPC se ha instalado la desconfianza en la nube. En concreto, recelan de las capacidades de gestión de datos de la computación en la nube, por ejemplo por la falta de infraestructuras que sean capaces de cumplir los requisitos de comunicación y de entrada y salida de datos que son propios de la computación técnica más exigente.

Otra carencia del sistema establecido es que obliga a los proveedores de servicios en la nube a realizar una programación en exceso de sus recursos computacionales para poder hacer frente a los imprevisibles picos de demanda por parte de los usuarios. La contrapartida de esta práctica es que, en consecuencia, por todo el mundo hay varias decenas de miles de servidores de la nube ubicados en CPD que están funcionando —y consumiendo energía— sin que nadie los esté usando.

Una idea heterogénea

CLOUDLIGHTING pretende despejar estos escollos para la computación en la nube desarrollando una infraestructura de consumo energético eficiente que, además, simplifique el acceso a los recursos en la nube. Su propuesta consiste en crear un sistema de nube heterogénea que posea una potencia computacional de alto rendimiento y que realice un uso eficiente, desde el punto de vista energético, de distintos tipos de hardware y servidores capaces de cooperar entre sí. En términos más técnicos, el proyecto apuesta por una arquitectura novedosa de gestión y prestación de servicios en la nube que está basada en los principios de la auto-organización y la autogestión, trasladando la labor de despliegue y optimización del consumidor a la pila de software que opera en la infraestructura en la nube.

En última instancia, los artífices del proyecto aspiran a remediar el uso ineficaz de los recursos y, de ese modo, brindar un ahorro al proveedor de servicios en la nube y al consumidor de estos, reduciendo el consumo de energía y mejorando el servicio prestado. Aunque los trabajos del proyecto siguen en marcha, sus investigadores ya han publicado casos de uso para tres dominios de aplicación (genómica, prospección petrolera y gasística y trazado de rayos) que servirán para validar los modelos de gestión y prestación de servicios de CLOUDLIGHTNING).

Tras cosechar unos resultados preliminares esperanzadores, ahora el equipo del proyecto trabaja en establecer un banco de pruebas que ejecute la pila de software de CLOUDLIGHTNING. Sus investigadores indican que dicho banco de pruebas reunirá los datos de instrumentación que servirán después como base de las simulaciones a gran escala de nubes heterogéneas a hiperescala auto-organizadas y autogestionadas.

Para más información, consulte:
Página web del proyecto