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Ley de Koomey: la Ley de Moore aplicada a la eficiencia energética

koomey

El otro día, coincidiendo con la publicación por parte de Google de algunos datos relacionados con su consumo eléctrico y su eficiencia energética, hablamos de la sostenibilidad y de cómo algunas corporaciones estaban actuando para reducir su huella de carbono, apostando por nuevos modelos de gestión que permitiesen reducir el consumo eléctrico o, al menos, apostar por energías limpias. La sostenibilidad es algo importante, ya no sólo a nivel de un gran centro de datos sino que también a pequeña escala en dispositivos de consumo. Precisamente, el aumento de la autonomía de los dispositivos es un parámetro de diseño al igual que su eficiencia energética algo que, según una investigación, también podría formularse en términos parecidos a la Ley de Moorecada 18 meses se duplica la eficiencia energética de los computadores que se fabrican.

Si bien la Ley de Moore enunciaba que cada 18 meses se duplicaba la cantidad de transistores de un circuito integrado, algo que se ha venido cumpliendo hasta ahora (donde empieza a tocar techo), Jonathan Koomey, profesor asociado de ingeniería civil y medioambiental de la Universidad de Stanford ha observado un comportamiento similar en la reducción del consumo de los dispositivos, algo fundamental en las aplicaciones en movilidad de hoy en día.

En 1985, Richard Feynman analizó ya el consumo eléctrico de las computadoras de la época y estimó que la eficiencia energética podría mejorarse en un factor de 100.000 millones hasta llegar a un límite que nos haría entrar en la computación cuántica. Desde entonces, las mejoras tecnológicas nos han llevado a alcanzar una mejora en torno a un factor de 40.000.

Esta investigación, que se ha realizado en colaboración con Intel y Microsoft, se ha dedicado a estudiar la evolución en el consumo de los computadores desde que se construyó el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) en 1956, que fue el primer computador de propósito general y que se destinó al cálculo de trayectorias de misiles. Esta computadora estaba construida con válvulas de vacío y consumía 150 KW. Según Koomey, la llegada del transistor fue el detonante de esta drástica reducción del consumo y de esta tasa de reducción cada 18 meses. De hecho, las conclusiones de este estudio indican que todo esto se debe a la suma de una serie de factores que, por otro lado, no sorprenden a nadie: reducción del tamaño de los componentes, mejoras en procesos de fabricación que eliminan no linealidades y efectos espúreos (resistividad, capacitancias, etc), mejoras en el rutado y unión entre bloques de componentes, etc. Cada mejora, que se acumula a las anteriores, influye en la eficiencia energética.

KoomeysLaw

Jonathan Koomey no es un desconocido en el mundo de la sostenibilidad y la tecnología, ha publicado interesantes informes sobre el aumento del consumo eléctrico de los centros de datos (que llegó a aumentar un 56% entre 2005 y 2010). De sus estudios, precisamente, emana este enunciado que viene a poner a en relieve que desde el 2000 al 2005 el consumo eléctrico de los centros de datos se duplicaba pero, desde 2005 a 2010, ha visto como este crecimiento ha crecido a menor ritmo a pesar que la demanda a aumentado exponencialmente y, por tanto, se han desplegado muchos más servidores y centros de datos. Sin embargo, a pesar que la tecnología ha mejorado y que los centros de datos siguen estando infrautilizados, el consumo sigue siendo alto y es necesario aplicar nuevos modelos de gestión para optimizar el uso de las infraestructuras. La virtualización, la consolidación de centros de datos o el cloud computing vienen a mejorar esta infrautilización. De hecho, según Koomey:

La gran mayoría de computadores están terriblemente infrautilizadas

Según Erik Brynjolfsson, profesor de la Sloan School of Management del MIT, los usuarios aunque están familiarizados con la Ley de Moore, hoy en día, tienen en mente otros factores a la hora de elegir un producto y, precisamente, uno de ellos es la autonomía:

Creo que es el aspecto que más importa a los consumidores. [..] En ese sentido, la Ley de Koomey, es decir, esta tendencia en la reducción del consumo, está empezando a eclipsar la Ley de Moore porque esto es lo que, ahora mismo, le interesa a los usuarios en muchas de sus aplicaciones

En palabras de Koomey:

Hay mucho por hacer. El límite está en nuestro ingenio, no en la física

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