Se necesita energía para hacer funcionar los ordenadores dentro de los centros de datos—y más energía para que se enfríen. Debido a la cada vez mayor demanda de computación en nube, las empresas responsables del funcionamiento de estos centros están buscando maneras de ahorrar costes energéticos. Los microprocesadores dentro de sus equipos parecen ser un objetivo ideal.Durante años, Intel y AMD han dominado el mercado de los microprocesadores con chips de alto rendimiento. Sin embargo, y a medida que el coste de refrigeración de los chips se convierta en un problema cada vez más grande, estas empresas se enfrentarán a una competencia basada en las bajas potencias, que utilizan arquitecturas de chip desarrolladas originalmente para teléfonos y otros dispositivos móviles.
Marvell, con sede en Santa Clara, California, y Calxeda, en Austin, Texas, han anunciado chips para servidores con chips ARM—un tipo de procesador que domina el mercado de los dispositivos móviles.
El diseño de chips ARM—cuya licencia otorga una compañía llamada ARM, con sede en Cambridge, Reino Unido—proviene de un entorno en que la batería tiene una duración limitada, lo que significa que posee un bajo consumo inherente. El diseño es relativamente simple y sacrifica la potencia de procesamiento por el ahorro de energía. A diferencia de los chips de Intel y AMD, los diseños de chip de ARM pueden ser modificados por otras empresas y optimizados para tareas específicas. Los chips ARM también integran componentes que normalmente se encuentran en otras partes de un servidor en un solo chip, un enfoque que ahorra espacio y costes.
En la actualidad, los chips ARM también se producen en mayores cantidades que los chips de Intel y AMD. A largo plazo, esto podría significar una mayor innovación y una reducción de los costes de producción, puesto que la competencia entre los distintos productores podría generar mejores diseños y métodos de producción.
Para compensar la pérdida de rendimiento en comparación con los chips de alto rendimiento, las empresas tendrían que usar más chips ARM para aplicaciones más exigentes.
"Los productores de estos chips ARM no tienen ningún ingrediente secreto que les ayude a saltarse las leyes de la física", señala Tom Halfhill, analista de la industria y editor de Microprocessor Report. "No hablan mucho sobre la cantidad de energía que sus chips son realmente capaces de ahorrar, aunque existe un hecho básico: el rendimiento cuesta potencia".
Viren Shah, director senior de la unidad de negocios de empresa de Marvell, afirma que los chips se utilizan mejor en sistemas donde el establecimiento de una red sea lo que ralentice el procesamiento. Buenos ejemplos de esto serían los servidores web y aplicaciones de computación en la nube, donde las tareas simples de procesamiento puede ser distribuidas a través de una red.
En ese caso, afirma, los chips de cuatro núcleos utilizados por Marvell (con cuatro unidades centrales de proceso que trabajan en paralelo) podrían utilizar menos de 10 vatios en situaciones donde la mayoría de los otros procesadores suelen utilizar más de 80 vatios. No obstante, para tareas que necesiten mucha potencia de procesamiento, como pesadas aplicaciones de bases de datos e intercambio bursátil de alta velocidad, es probable que los chips no ofrezcan ningún tipo de ahorro de energía, asegura.
También hay grandes obstáculos que deben superarse antes de que los chips ARM sean ampliamente aceptados. La industria de los servidores posee 20 años de experiencia mejorando el software para el sistema de instrucciones "x86" utilizado por Intel y AMD. Esto significa que los chips ARM no pueden ejecutar sistemas operativos y software desarrollados para sistemas basados en x86. Son compatibles con los sistemas de código abierto como Linux, afirma Halfhill. Sin embargo, el software especializado se ha venido desarrollando normalmente para plataformas x86.
Por otro lado, ARM es una arquitectura de 32 bits, mientras que los centros de datos suelen utilizar arquitecturas de 64 bits. Esto significa que el software que se ejecuta en estos sistemas está diseñado para manejar fragmentos de datos más grandes que el tamaño que los chips ARM pueden manejar, haciendo que la reescritura sea más difícil.
Gary Lauterbach, director de tecnología de otra compañía que ofrece chips de servidores de baja potencia, SeaMicro, afirma que los servidores basados en ARM comúnmente podrían proporcionar un ahorro energético del 50 por ciento o más después de un año tras su implantación. Sin embargo cree que los servidores ARM sólo tendrán éxito si atraen a una activa comunidad de código abierto que construya y optimice el software. Si eso sucede, afirma, "entraremos en una batalla que probablemente ayude a los consumidores de manera significativa".
SeaMicro, con sede en Santa Clara, California, está diseñando chips para servidores basados en el chipset Atom de Intel de bajo consumo para dispositivos móviles, compatible con x86. El primer producto de SeaMicro, el servidor SM10000, ofrece el doble de rendimiento por vatio que un servidor de gama alta, según Microprocessor Report.
"Seguramente la industria proporcionará muchas alternativas de bajo consumo en el futuro más cercano", afirma Wu Feng, científico informático y experto en eficiencia energética en Virginia Tech.
"Más de la mitad de los centros de datos afirman que el uso de electricidad es su problema número uno dentro de sus instalaciones", añade. "Ahora mismo, todo el mundo dentro de la industria de los servidores está buscando un producto que pudiera cambiar completamente la forma en que los servidores usan la energía".
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