Menos energía: El número de cálculos que los ordenadores pueden llevar a cabo usando la misma cantidad de energía ha estado aumentando por un factor de dos cada años y medio.
Fuente: Jonathan Koomey
Fuente: Jonathan Koomey
La computación no solo se está abaratando sino que es cada vez más eficiente en términos energéticos. Eso supone un mundo poblado por sensores omnipresentes y flujos continuos de nanodatos.
La capacidad de los ordenadores ha crecido de forma constante, doblándose cada año y medio desde la década de 1970. Pero lo que la mayoría de la gente no sabe es que laeficiencia eléctrica de la computación (el número de cálculos que se pueden llevar a cabo por cada kilovatio hora de electricidad empleada) también se ha doblado cada año y medio desde el inicio de la era de los ordenadores.
Los portátiles y los teléfonos móviles deben su existencia a esta tendencia, que ha reducido rápidamente la cantidad de energía que consumen los aparatos electrónicos con baterías. El efecto futuro más importante es que la energía necesaria para llevar a cabo una tarea con un número de cálculos fijos continuará reduciéndose a la mitad cada año y medio (o por un factor de 100 cada década). En consecuencia, proliferarán aparatos de computación aún más pequeños y con un menor gasto energético, allanando el camino para nuevas aplicaciones móviles de comunicación y computación que aumentarán de forma exponencial nuestra capacidad de reunir y usar datos en tiempo real.
Uno de los numerosos ejemplos de lo que se está consiguiendo usando la computación con muy bajo consumo energético son los sensores inalámbricos sin batería creados por Joshua R. Smith de la Universidad de Washington (EE.UU.). Estos sensores recolectan energía de señales perdidas de televisión y radio y transmiten datos de una estación meteorológica externa a un terminal interior cada cinco segundos. Usan tan poca electricidad (50 microvatios de media), que no necesitan ninguna otra fuente de energía.
La recogida de los flujos de energía del ambiente, incluyendo la luz, el movimiento o el calor, abre la posibilidad de que los sensores móviles funcionen de forma indefinida sin una fuente externa de energía, lo que implica una explosión de datos disponibles. Los sensores móviles expanden la promesa de lo que Erik Brynjolfsson, profesor de gestión en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (EE.UU.), denomina "nanodatos," o datos personalizados en detalle que describen las características de los individuos, las transacciones y los flujos de información.
¿Cuánto tiempo continuará esta tendencia? En 1985 el físico Richard Feynman calculó que la eficiencia energética de los ordenadores podía mejorar respecto a los niveles de entonces por un factor de al menos cien mil millones (1011)) y nuestros datos indican que la eficiencia de los aparatos de computación solo ha mejorado por un factor de 40.000 desde 1985 hasta 2009. En otras palabras, apenas hemos empezado a usar todo el potencial.
Concretando, si un MacBook Air de la actualidad operase con la eficiencia energética de los ordenadores de 1991, su batería cargada al cien por cien duraría solo 2,5 segundos. La supercomputadora más rápida del mundo, la Fujitsu K de 10,5 petaflops que está en Japón, actualmente consume unos impresionantes 12,7 megavatios. Eso es energía suficiente para abastecer a un pueblo de tamaño medio. Pero en teoría, una máquina con la capacidad de cálculo equivalente a la de la K consumirá, dentro de dos décadas la misma electricidad que un horno tostador. Los portátiles actuales, a su vez, se equipararán a aparatos que usen una milésima parte de la energía.
Este fenómeno sirve para la eficiencia energética de todos los aparatos basados en el silicio, pero aún no se ha determinado si la eficiencia en la transmisión de datos –el coste energético de que los sensores envíen señales inalámbricas, por ejemplo- progresa a una velocidad parecida. Las decisiones de diseño respecto a la velocidad de transmisión de datos, la frecuencia de comunicación y las formas en que estos aparatos reducen su consumo cuando no están llevando a cabo ninguna tarea tienen un efecto significativo sobre el consumo eléctrico general de los aparatos móviles. Pero las mejoras de eficiencia computacional sirven para producir innovaciones en estas otras áreas, porque es la única forma de aprovechar todos los beneficios de las nuevas tecnologías de computación y detección.
A largo plazo, el aumento de la eficiencia energética (y las tecnologías que posibilita), revolucionará nuestra forma de recoger y analizar datos y cómo los usamos para tomar mejores decisiones. Servirá para que el “Internet de las cosas” se convierta en realidad, un desarrollo con profundas implicaciones sobre cómo se desarrollarán los negocios y la sociedad en general en las próximas décadas. Nos permitirá controlar los procesos industriales con mayor precisión, evaluar los resultados de nuestras acciones veloz y eficazmente, y reinventar rápidamente nuestras instituciones y modelos de negocio para reflejar nuevas realidades. También nos ayudará a movernos hacia un enfoque más experimental a la hora de interactuar con el mundo: podremos comprobar nuestras suposiciones con datos reales en tiempo real y modificar esas suposiciones según los dictados de la realidad.
Históricamente, los mejores informáticos y diseñadores de chips se han centrado en los problemas de última tecnología de la computación de alto rendimiento, y sin duda muchos de ellos seguirán tentados de centrarse en esos temas. Pero las mejoras continuas en la eficiencia energética de la computación atrae ahora a los mejores diseñadores e ingenieros para enfrentarse a un nuevo tipo de problema. Uno definido por el diseño de sistemas integrados, una elegante frugalidad en el uso de la electricidad y la transmisión de datos y la posibilidad real de transformar la relación de la humanidad con el universo. En lo que a mí respecta, estoy encantado de ver cómo se enfrentan a ese reto.
Jonathan Koomey es un autor, emprendedor y profesor asociado en la Universidad de Stanford (EE.UU.) y ha escrito Cold Cash, Cool Climate: Science-Based Advice for Ecological Entrepreneurs.
UN RETO PARA INNOVADORES
Si la eficacia energética de la computación sigue con su tasa histórica de cambio, aumentará en un factor de 100 a lo largo de la próxima década, con las consiguientes mejoras en computación móvil, sensores y controles. ¿Qué nuevas aplicaciones y productos serán posibles con una mejora de la eficacia tan grande dentro de 10 años? ¿Qué otras innovaciones serán necesarias para que estas tecnologías se puedan usar de forma más eficaz?
Copyright Technology Review 2012.
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