Un nuevo y elegante algoritmo desarrollado por investigadores daneses puede reducir significativamente el consumo de recursos de los servidores inform\u00e1ticos del mundo. Los servidores inform\u00e1ticos son tan exigentes para el clima como el tr\u00e1fico a\u00e9reo mundial combinado, por lo que la transici\u00f3n ecol\u00f3gica en TI es un asunto urgente. Los investigadores, de la Universidad de Copenhague, esperan que las principales empresas de TI implementen el algoritmo de inmediato.<\/p>\n\n\n\n
Una de las contrapartidas de nuestro uso descontrolado de Internet es su impacto en el clima debido a la enorme cantidad de electricidad consumida por los servidores inform\u00e1ticos. Las emisiones actuales de CO2 de los centros de datos son tan altas como las del tr\u00e1fico a\u00e9reo global combinado, y se espera que las emisiones se dupliquen en unos pocos a\u00f1os.<\/p>\n\n\n\n
Solo han pasado unos pocos a\u00f1os desde que el profesor Mikkel Thorup formaba parte de un grupo de investigadores detr\u00e1s de un algoritmo que abord\u00f3 parte de este problema mediante la producci\u00f3n de una receta innovadora para agilizar los flujos de trabajo de los servidores inform\u00e1ticos. Su trabajo ahorr\u00f3 energ\u00eda y recursos. Los gigantes tecnol\u00f3gicos, incluidos Vimeo y Google, implementaron con entusiasmo el algoritmo en sus sistemas, y la plataforma de video en l\u00ednea Vimeo inform\u00f3 que el algoritmo hab\u00eda reducido su uso de ancho de banda en un factor de ocho. Ahora, Thorup y dos compa\u00f1eros investigadores de la UCPH han perfeccionado el ya inteligente algoritmo, lo que hace posible abordar un problema fundamental en los sistemas inform\u00e1ticos: el hecho de que algunos servidores se sobrecargan mientras que a otros les queda capacidad, muchas veces m\u00e1s r\u00e1pido que en la actualidad.<\/p>\n\n\n\n
“Hemos encontrado un algoritmo que elimina una de las principales causas de los servidores sobrecargados de una vez por todas. Nuestro algoritmo inicial fue una gran mejora con respecto a la forma en que la industria hab\u00eda estado haciendo las cosas, pero esta versi\u00f3n es muchas veces mejor y reduce el uso de recursos en la mayor medida posible. Adem\u00e1s, es de uso gratuito para todos”, dice el profesor Thorup del Departamento de Ciencias de la Computaci\u00f3n de la Universidad de Copenhague, quien desarroll\u00f3 el algoritmo junto con los colegas del departamento Anders Aamand y Jakob B\u00e6k Tejs Knudsen.<\/p>\n\n\n\n
Aumento del tr\u00e1fico de Internet El c\u00e1lculo matem\u00e1tico necesario para lograr este acto de equilibrio es extraordinariamente dif\u00edcil, ya que en el sistema pueden intervenir hasta mil millones de servidores. Y es siempre vol\u00e1til a medida que nuevos clientes y servidores se unen y se van. Esto provoca congesti\u00f3n y aver\u00edas del servidor, as\u00ed como un consumo de recursos que influye en el impacto clim\u00e1tico general.<\/p>\n\n\n\n “A medida que el tr\u00e1fico de Internet se dispara de manera explosiva, el problema seguir\u00e1 creciendo. Por lo tanto, necesitamos una soluci\u00f3n escalable que no dependa de la cantidad de servidores involucrados. Nuestro algoritmo proporciona exactamente esa soluci\u00f3n”, explica Thorup.<\/p>\n\n\n\n Seg\u00fan la firma estadounidense de TI Cisco, se proyecta que el tr\u00e1fico de Internet se triplicar\u00e1 entre 2017 y 2022. El pr\u00f3ximo a\u00f1o, los videos en l\u00ednea representar\u00e1n el 82% de todo el tr\u00e1fico de Internet.<\/p>\n\n\n\n De 100 pasos a 10<\/strong><\/p>\n\n\n\n El nuevo algoritmo garantiza que los clientes se distribuyan lo m\u00e1s uniformemente posible entre los servidores, movi\u00e9ndolos lo menos posible y recuperando el contenido de la forma m\u00e1s local posible. Por ejemplo, para garantizar que la distribuci\u00f3n de clientes entre servidores se equilibre de modo que ning\u00fan servidor est\u00e9 m\u00e1s de un 10% m\u00e1s sobrecargado que otros, el algoritmo antiguo podr\u00eda lidiar con una actualizaci\u00f3n moviendo un cliente cien veces. El nuevo algoritmo reduce esto a 10 movimientos, incluso cuando hay miles de millones de clientes y servidores en el sistema. Enunciado matem\u00e1ticamente: si el equilibrio debe mantenerse dentro de un factor de 1 + 1 \/ X, la mejora en el n\u00famero de movimientos de X2 a X es generalmente imposible de mejorar.<\/p>\n\n\n\n Dado que muchas grandes empresas de TI ya han implementado el algoritmo original del profesor Thorup, \u00e9l cree que la industria adoptar\u00e1 el nuevo de inmediato y que puede que ya est\u00e9 en uso. Los estudios han demostrado que los centros de datos globales consumen m\u00e1s de 400 teravatios-hora de electricidad al a\u00f1o. Esto representa aproximadamente el 2% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero del mundo y actualmente equivale a todas las emisiones del tr\u00e1fico a\u00e9reo mundial. Se espera que el consumo de electricidad del centro de datos se duplique para 2025.<\/p>\n\n\n\n Seg\u00fan el Consejo Dan\u00e9s sobre el Cambio Clim\u00e1tico, un solo gran centro de datos consume el equivalente al cuatro por ciento del consumo total de electricidad de Dinamarca. Mikkel Thorup es director del centro de investigaci\u00f3n BARC (Basic Algorithms Research Copenhagen) en el Departamento de Ciencias de la Computaci\u00f3n de la Universidad de Copenhague. BARC ha posicionado a Copenhague como el cuarto mejor lugar del mundo en investigaci\u00f3n b\u00e1sica en el dise\u00f1o y an\u00e1lisis de algoritmos. BARC est\u00e1 financiado por la FUNDACI\u00d3N VIILUM.<\/p>\n\n\n\n El art\u00edculo de investigaci\u00f3n se acaba de presentar en la prestigiosa conferencia STOC 2021. Se puede leer una versi\u00f3n gratuita del art\u00edculo aqu\u00ed: https:\/\/arxiv.org\/abs\/2104.05093<\/a>.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>El algoritmo aborda el problema de que los servidores se sobrecarguen a medida que reciben m\u00e1s solicitudes de los clientes de las que tienen la capacidad de manejar. Esto sucede cuando los usuarios se api\u00f1an para ver un determinado video de Vimeo o una pel\u00edcula de Netflix. Como resultado, los sistemas a menudo necesitan cambiar a los clientes muchas veces para lograr una distribuci\u00f3n equilibrada entre los servidores.<\/p>\n\n\n\n