Tendencias21

Recurren a la memoria Flash como alternativa a la RAM para almacenar Big Data

Investigadores del MIT han diseñado un nuevo sistema de almacenamiento para adaptarse a la era del Big Data, poniendo en valor las potencialidades de la memoria Flash. El resultado es BlueDBM, una red de servidores compuesta por unidades Flash controladas por un sistema FPGA, lo que aporta rapidez para recuperar datos y un incremento de la eficiencia con el preprocesamiento. Más que desbancar a la memoria RAM, pretenden aunarlas para preservar su potencia pero ahorrando costes. Por Patricia Pérez

Recurren a la memoria Flash como alternativa a la RAM para almacenar Big Data

La memoria de acceso aleatorio, o RAM, es donde el procesador almacena los datos temporales con los que está trabajando el ordenador. Cuanta más memoria RAM tiene una máquina, más rápido puede el procesador recuperar los datos que había almacenado previamente. Sin embargo, en la era del Big Data, la cantidad de información es a menudo demasiado grande para la memoria de un solo equipo. Para hacernos una idea, la secuencia que describe un solo genoma humano ocuparía la RAM de entre 40 y 100 ordenadores tradicionales.

Por el contrario, la memoria flash, aquella que utiliza la mayoría de los dispositivos portátiles, consume diez veces menos energía y es, por tanto, significativamente más barata. El problema es que resulta más lenta que la RAM. Sin embargo, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, parecen haber encontrado una solución.

En el reciente Simposio Internacional de Arquitectura Computacional, el equipo presentó Blue Database Machine (BlueDBM), un nuevo sistema que demuestra como varias aplicaciones de Big Data compartidas hacen a aquellos servidores que utilicen memoria flash tan eficientes como los que se decanten por la RAM convencional, preservando su potencia y ahorrando costes.

Según explica el MIT en un comunicado, los investigadores presentaron una evidencia experimental que demuestra que, si los servidores que ejecutan una computación distribuida deben acceder al disco para los datos aunque sea un cinco por ciento del tiempo, su rendimiento cae a un nivel similar al del sistema Flash de todos modos.

La clave, preprocesar

En otras palabras, incluso diseñando nuevas técnicas para acelerar la recuperación de datos de la memoria flash, 40 servidores con 10 terabytes de RAM no podrían procesar un conjunto de datos de 10,5 TB más rápido que 20 servidores con 20 TB de Flash, sin contar con el ahorro energético que supondría.

«No se trata de pasarnos a la DRAM [RAM dinámica] ni nada de eso», apunta Arvind, profesor de Informática e Ingeniería del MIT que coordina el grupo de investigación Johnson, artífice del estudio. «Pero puede haber muchas aplicaciones que saquen provecho a este nuevo estilo de arquitectura”, añade. De hecho, no serían los primeros que experimentan con el potencial de la memoria Flash.

En este caso, los investigadores fueron capaces de crear una red competitiva de servidores basados en Flash con una red de servidores RAM pasando parte de la potencia de los servidores a los chips que controlan las unidades Flash. Preprocesando algunos datos de las unidades Flash antes de volver a los servidores, los chips pueden conseguir una computación distribuida mucho más eficiente.

Y puesto que los algoritmos de preprocesamiento están conectados a los chips, se encargan de distribuir la sobrecarga computacional asociada para mejorar el funcionamiento del sistema operativo, el mantenimiento del sistema de archivos o similar.

Ventajas del FPGA

Para crear el prototipo de red de BlueDBM utilizaron 20 servidores, con el hardware aportado por algunos de sus patrocinadores -Quanta, Samsung y Xilinx-. Cada servidor se conectó a un FPGA (por las siglas en inglés de Field-Programmable Gate Array), un tipo de chip que puede reprogramarse para imitar diferentes tipos de circuitos eléctricos. Y a su vez, cada FPGA se volvió a conectar a dos chips de Flash de medio terabyte, o 500 gigabytes, y a los dos FPGA más cercanos.

Gracias a que los FPGA se conectan entre sí, consiguieron una red muy rápida que permite a cualquier servidor recuperar datos de cualquier unidad Flash. También controlan las unidades Flash, lo cual no es tarea sencilla; los controladores de las unidades Flash comerciales tienen hasta ocho procesadores diferentes y un gigabyte de memoria de trabajo.

Otra de las bondades de los FPGA es que ejecutan los algoritmos que preprocesan los datos almacenados en las unidades Flash. Los investigadores probaron tres de esos algoritmos en aplicaciones de Big Data populares. La primera fue un buscador de imágenes, intentando encontrar coincidencias a una imagen dada en una enorme base de datos. La segunda fue una implementación del PageRank de Google, algoritmo que evalúa la importancia de los resultados de búsqueda para darles un orden. Y la tercera fue la aplicación Memcached, que utilizan webs con grandes bases de datos para el almacenamiento en caché de información de acceso frecuente.

En definitiva, BlueDBM supone un nuevo uso para el FPGA, del cual se podrían beneficiar muchas aplicaciones como las tres en las que se puso a prueba. Y dado que son reprogramables, se podrían cargar con diferentes aceleradores dependiendo de la aplicación. Esto daría lugar a sistemas de procesamiento distribuido que pierden poca versatilidad, ganando en costes y ahorro energético.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Descubren una extraña combinación de minerales en las muestras lunares de la misión Chang'e-5 de China 9 febrero, 2024
    Los minerales antiguos y nuevos identificados en las muestras lunares traídas por la misión Chang'e-5 de China están ayudando a los científicos a comprender mejor la historia de la Luna: ahora, los especialistas han descubierto más propiedades del sexto nuevo mineral lunar, llamado Changesite-(Y). Además, otros compuestos hallados, la seifertita y la stishovita, pueden coexistir […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los robots que atienden a pacientes llegan a los hospitales 9 febrero, 2024
    Robots diseñados para brindar comodidad a los pacientes de edad avanzada y aliviar su ansiedad, han sido probados con éxito en un hospital de París: saludan, responden a preguntas, comprenden conversaciones grupales y apoyan las tareas de enfermería.
    Redacción T21
  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia