En el ámbito de la computación, los ahorros energéticos se intentan
lograr normalmente a través del hardware. Pero según un proyecto europeo
reciente, mediante este planteamiento sólo se logran ahorros parciales,
quizá los menos cuantiosos. Aunque se cuente con un hardware eficiente
desde el punto de vista energético, gran parte de la energía que cabría
ahorrar se desperdicia debido a la ineficiencia del software instalado.
El proyecto
ENTRA, programado
hasta septiembre de 2015, ha ideado un prototipo experimental de
software basado en una semántica de programación que indica a los
programadores la cantidad de energía consumida en función del código que
están elaborando. La herramienta de ENTRA se ejecuta en paralelo al
programa y, mediante análisis de código y modelado energético, muestra
la cantidad de energía que costará al ordenador ejecutar dicho programa y
el efecto que tendrán las decisiones de diseño en el consumo de
energía.
«Se puede comparar con el consumo de un coche», explica el
profesor John Gallagher de la
Universidad de Roskilde
(Dinamarca), coordinador de ENTRA. «Lo vemos como una de las
prestaciones del coche. Al comprarlo nos informan de que consume ocho
litros a los cien kilómetros, pero por supuesto esto depende del estilo
de conducción. Lo mismo se puede aplicar a la computación. Normalmente
la energía se asocia al hardware, pero podría ahorrarse más energía
mediante el software, sin variar el hardware. De ese modo no es
necesario dedicar todo el esfuerzo necesario para construir hardware que
posea más eficiencia energética. Este es justo el tema de estudio del
proyecto ENTRA».
CONSUMO ENERGÉTICO A LA VISTA DEL PROGRAMADOR
El proyecto ENTRA trata la eficiencia energética como un objetivo
del diseño y pretende que las empresas informáticas puedan comercializar
en menor tiempo productos eficientes energéticamente. La herramienta de
ENTRA muestra el gasto (consumo) de energía en vatios o en requisitos
energéticos absolutos (la energía necesaria para completar la tarea) en
función de la velocidad del procesador (GHz). En lugar de tener que
esperar a que el programa se instale y se ejecute en una máquina para
entonces medir su consumo energético (cuando generalmente es demasiado
tarde para corregir la situación), el programador conoce con antelación
el consumo energético aproximado conforme al código.
El consumo energético de los ordenadores ha pasado al primer plano
tanto por razones medioambientales (la huella de carbono) como prácticas
(la necesidad de que la batería dure más tiempo entre cargas). El
enorme crecimiento que ha experimentado el campo de la computación en el
último decenio ha motivado que los centros de procesamiento de datos
consuman enormes cantidades de energía. Se precisa energía para tareas
de refrigeración pero también para procesar y transportar datos. El
método de ENTRA se aplica a la programación de código y tareas y reduce
al mínimo el consumo energético.
UN GRAN AHORRO DE BATERÍA EN LOS SMARTPHONES
La demanda de potencia de computación aumentará de manera
exponencial y las aplicaciones deberán diseñarse de modo que resulten
más eficientes en el plano energético para así lograr que las baterías
sean más pequeñas y haya que recargarlas con menor frecuencia.
El prototipo de ENTRA se ensaya en tres componentes que por lo
general consumen mucha energía: procesamiento de audio en tiempo real,
control de motores y robots y conexión a redes también en tiempo real.
El prototipo de software se ejecuta sobre hardware de
XMOS,
una empresa de semiconductores de Bristol (Reino Unido) que abastece a
los sectores de la automoción, la computación y los videojuegos. Los
investigadores al cargo del proyecto han constatado en estos estudios
prácticos que se podría ahorrar al menos entre un veinte y un cincuenta
por ciento de energía mediante prácticas como compactar los programas y
optimizar la temporización de las operaciones con el fin de reducir la
velocidad a la que funciona el procesador.
En XMOS se están planteando incorporar a su gama de herramientas
varios componentes de ENTRA para optimizar el consumo de energía. Los
resultados de ENTRA se han presentado también a varias empresas de
renombre internacional como ARM y ST Microelectronics y en los talleres
EACO (Energy Aware COmputing) ante académicos punteros a nivel mundial
en el campo de la computación eficiente en el plano energético.
El profesor Gallagher afirma que la ampliación de los resultados de
ENTRA a escala sistémica es viable. «El método es completamente
independiente de cualquier hardware o dominio de aplicación puesto que
se basa exclusivamente en la semántica del lenguaje de programación y en
un modelo energético general. Las mismas técnicas podrían aplicarse a
ordenadores de alto rendimiento», aclara.
El proyecto ENTRA, compuesto por cuatro socios de Dinamarca, España y
Reino Unido, se puso en marcha en octubre de 2012, finalizará el 30 de
septiembre de 2015 y está financiado con 2,1 millones de euros mediante
el 7PM.
Enlace a la página web del proyecto
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