A medida que los sistemas de computación móvil desplazan a las formas de computación tradicional en el uso personal y diario, la computación en la nube (cloud computing) y los centros de datos (datacenters) están cobrando una mayor importancia al ofrecer los medios para procesar la ingente cantidad de información que se genera actualmente.

Necesidad de centros de datos

1. Sistemas móviles y empotrados: tienen una capacidad de procesamiento bastante restringida debido a las limitaciones de las baterías, restricciones en consumo energético y márgenes de temperatura para un correcto funcionamiento.
2. Aplicaciones actuales: manejan enormes volúmenes de información que requieren grandes capacidades de procesamiento que no están al alcance de servidores individuales.
3. Migración a la nube: por razones de escalabilidad, fiabilidad y eficiencia operativa.

Características de un centro de datos moderno

Un centro de datos moderno requiere unas instalaciones de gran tamaño para alojar miles de servidores, consume entre 5 y 20 MegaVatios (MW) de potencia con un coste de puesta en marcha de decenas (o cientos) de millones de euros.

Gasto energético global de centros de datos

El gasto energético global de todos los centros de datos a nivel mundial constituye el 1.3% del gasto energético del planeta y se espera que crezca considerablemente en los próximos 10-15 años debido al importante ritmo de creación de nuevos centros de datos y al creciente acceso a las nuevas tecnologías y a la red/nube de los países emergentes y en vías de desarrollo.

Sostenibilidad y escalabilidad energética

La sostenibilidad y escalabilidad energética de estos grandes centros de datos es un importante problema a tener en cuenta no solo por sus implicaciones económicas sino también medioambientales.

Por otro lado, las futuras generaciones de procesadores integrarán fácilmente miles de núcleos en un único chip en torno a 2020, si se continua doblando el número de núcleos cada 18-24 meses.

Nuevos retos

• Escalabilidad en sistemas de muchos núcleos (many-core)
• Consumo energético
• Gestión eficiente de la temperatura
• Fiabilidad
• Tolerancia a fallos
• Variabilidad
• Envejecimiento prematuro

Final de la ley de Dennard y nueva era del silicio oscuro

Estamos inevitablemente conducidos a una nueva era del silicio oscuro donde nos encontraremos con procesadores extremadamente densos y rápidos pero que, sin embargo, no seremos capaces de alimentar en su totalidad, salvo riesgo de quemar el chip.

Objetivo principal del mini-proyecto

En el contexto de la nueva era del silicio oscuro, el objetivo principal de este mini-proyecto de investigación a realizar durante la estancia en la EPFL es la exploración y diseño de una arquitectura radicalmente nueva capaz de beneficiarse del abundante e infrautilizado silicio que tendrán los futuros procesadores con el fin de desarrollar centros de procesamiento de datos (datacenters) energéticamente sostenibles.