Reducir las emisiones de carbono es crucial para frenar los efectos del cambio climático, pero, por lo general, los fabricantes y los vehículos que funcionan con gasolina son los culpables más evidentes. Sin embargo, las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) son actualmente responsables de entre el 2 y el 4% de la huella de carbono global, lo que equivale a las emisiones de la aviación.
Se espera que las emisiones de las TIC sigan aumentando, como consecuencia de que los electrodomésticos de uso diario, como los relojes y los automóviles, se vuelvan cada vez más “inteligentes”. Se prevé que las TIC sean responsables del 20% de las emisiones globales de carbono para 2030.
La computación en la nube es uno de los principales contribuyentes a la huella de carbono de las TIC, ya que produce dos tipos de emisiones: operativas, que surgen de la generación de energía; e incorporadas, que provienen de las fabricaciones de semiconductores que se utilizan para fabricar los componentes de hardware de un servidor en la nube.
Muchos proveedores de la nube, como Microsoft y Google, han establecido plazos estrictos para reducir en gran medida las emisiones de la nube. Con esto en mente, un equipo de investigadores de la CMU identificó un nuevo enfoque de diseño para las unidades de mantenimiento de existencias (SKU) de servidores informáticos, que permiten que una nube reduzca significativamente las emisiones de carbono al tiempo que cumple con sus objetivos de rendimiento.
El equipo, dirigido por el estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica e informática Jaylen Wang, creó una forma sistemática de diseñar e implementar GreenSKU, que son diseños de servidores con eficiencia de carbono que minimizan las emisiones generales de una nube al tiempo que promueven su eficiencia. Sus hallazgos se publicaron como parte del 51.º Simposio internacional anual sobre arquitectura informática (ISCA) de ACM/IEEE de 2024.
En la práctica, es difícil equilibrar la relación entre emisiones y rendimiento.
“La cantidad de recursos informáticos que utiliza una aplicación es relativamente proporcional a sus emisiones de carbono”, dijo Wang. “Esto significa que las aplicaciones que necesitan mucha potencia informática, almacenamiento y capacidades de red producirán más emisiones de carbono”.
Para ayudar a los desarrolladores de la nube a comparar las opciones de diseño de servidores con eficiencia de carbono, Wang y sus colaboradores de investigación presentaron una metodología sistemática llamada GSF, que se destaca por ser “el primer marco para que los proveedores de la nube tomen decisiones informadas y sistemáticas sobre el diseño y la implementación de SKU de servidores con eficiencia de carbono”.
La GSF se aplicó en esta investigación bajo las restricciones de producción de Microsoft Azure y redujo las emisiones de carbono de la plataforma en aproximadamente un 10 %. Estas reducciones significativas en las emisiones de la nube de Azure pueden reducir entre el 0,1 % y el 0,2 % de las emisiones globales de carbono para 2030.
Wang y el resto de su equipo, que incluye a Akshitha Sriraman, profesora adjunta de ingeniería eléctrica e informática y ciencias de la computación, tienen ideas sobre cómo llevar esta investigación más allá. Si bien el marco GSF se probó primero con Microsoft, el marco está pensado como un trampolín hacia la habilitación y aceleración del diseño de servidores con eficiencia de carbono en todos los dominios de la computación en la nube, dijo Wang.
“El auge del aprendizaje automático y los modelos de lenguaje grandes como ChatGPT harán que sea necesario implementar servidores con hardware especializado en la nube”, dijo Wang.
Otra razón para diseñar servidores de computación en la nube con componentes más eficientes en términos de emisiones de carbono es la obsolescencia programada de los dispositivos. Por ejemplo, cuando un gran número de consumidores actualizan sus teléfonos inteligentes, esto genera más desechos de TIC y la fabricación de productos más nuevos.
“En nuestro trabajo, nos enfocamos en la obsolescencia programada mediante la reutilización de componentes fuera de servicio en nuestros diseños de servidores eficientes en términos de emisiones de carbono. Encontrar formas de usar el hardware durante más tiempo, en todos los dominios informáticos, es algo que este trabajo motiva”, dijo Wang.
Fuente: Tech Xplore.
