Datos y procesamiento: destinados a estar juntos

Fecha: Mié, 10/08/2016 - 12:56 Fuente: Por Rob Crooke, vicepresidente jefe y director general del Non-Volatile Memory Solutions Group de Intel Corporation

El rápido crecimiento en el número de servicios digitales, aplicaciones en la nube y dispositivos inteligentes con conectividad ha resultado en un explosivo incremento en el volumen de datos generados. Esto se está traduciendo en nuevas experiencias en todos los ámbitos de nuestras vidas, y que van desde las ciudades inteligentes hasta la medicina de precisión, pasando el gaming inmsersivo y mucho más

Datos y procesamiento: destinados a estar juntos

Rob Crooke, vicepresidente jefe y director general del Non-Volatile Memory Solutions Group de Intel Corporation

Imagen cortesía de Intel

Paralelamente, la Ley de Moore está resultando en un constante incremento en la capacidad informática de la que disponemos, tanto en la nube como en nuestros dispositivos, para aprovechar todos esos datos. El uso de sistemas de análisis de datos para obtener información valiosa en muy poco tiempo está posibilitando nuevos descubrimientos y ha permitido mejorar servicios en ámbitos como el secuenciado del genoma, el mantenimiento predictivo de instalaciones industriales y la detección de fraudes en el mundo del comercio.
Esta combinación de incremento en el volumen de los datos y en la capacidad de computación representa una fantástica oportunidad para transformar la informática, tanto en la nube como en nuestros dispositivos, lo que a su vez resulta en un “círculo virtuoso” de crecimiento. Sin embargo, uno de los retos a los que nos enfrentamos es dar con formas más óptimas y eficientes de aproximar los datos a la unidad central de procesamiento (o CPU).
Históricamente, los avances en el rendimiento de la memoria y el almacenamiento se han producido mucho más lentamente que en el caso de los procesadores, lo que ha dado pie a situaciones en las que la CPU se encuentra inactiva con frecuencia, esperando a poder acceder a los datos almacenados. Además, siempre nos hemos visto limitados por la cantidad de memoria disponible y por la distancia que la separa de la CPU. Estos dos factores representan un cuello de botella a efectos de procesamiento de datos. Esto ha resultado en un vacío tecnológico entre la memoria DRAM y los discos duros. Sin embargo, esta situación está cambiando de la mano de nuevas tecnologías que surgen para responder a estas necesidades en la jerarquía de la memoria y el almacenamiento.
Valiéndonos de nuestros profundos conocimientos científicos en los ámbitos de los materiales y las arquitecturas informáticas, en Intel hemos impulsado innovaciones tecnológicas con el fin de fomentar un crecimiento mucho más rápido de la memoria y el almacenamiento, con el fin de llegar a eliminar este cuello de botella. En Intel consideramos que dos invenciones recientes, la tecnología 3D XPoint™ y la memoria NAND 3D, serán clave para poder responder ante el crecimiento explosivo del volumen de datos y la mayor capacidad de computación de la que disfrutamos hoy en día.
Una mayor cantidad de memoria, unida a medios de almacenamiento más rápidos, contribuirá a aportar un valor significativo a la nube, permitiendo a las empresas analizar volúmenes de datos cada vez mayores con mayor eficiencia y de forma más automatizada, lo que a su vez redundará en una mayor eficiencia operativa. La necesidad de innovación en el ámbito de la memoria y el almacenamiento es evidente y consideramos que estamos ante una gran oportunidad. Estas innovaciones serían de gran valor en todos los ámbitos: servicio de atención al cliente, optimización de las cadenas logísticas, detección de fraudes financieros, la investigación sanitaria de precisión (que requiere analizar y procesar grandes conjuntos de datos genéticos en tiempo real), etc. Como ejemplo de esta tendencia, Facebook e Intel están trabajando en estrecha colaboración en el desarrollo de la tecnología Intel® Optane™, al tiempo que Facebook trabaja para rediseñar su arquitectura de almacenamiento con el fin de aprovechar las ventajas que le ofrece este tipo de tecnología. En las pruebas preliminares realizadas con prototipos de SSD creados con la tecnología Intel Optane, que emplean memoria 3D XPoint, estos han mostrado latencias hasta 10 veces menores que los SSD NAND[i], al tiempo que ofrecen capacidades de transferencia hasta 3 veces mayores, lo que se traduce en movimientos de datos más rápidos entre el dispositivo de almacenamiento y la CPU.
Poder contar con medios de almacenamiento más rápidos y más memoria también representaría grandes ventajas para muchos nuevos dispositivos, ya que les permitiría ofrecer experiencias más inmersivas e interacciones más naturales. Tomemos como ejemplo el mundo de los videojuegos: la actual generación de gamers es más exigente. La jugabilidad inmersiva y sin interrupciones que buscan es posible gracias a las actuales soluciones de memoria y almacenamiento. Las escenas cinemáticas, las pantallas de carga y los cambios de nivel son trucos de los que se valen los desarrolladores para disimular los cuellos de botella que representa el almacenamiento o las limitaciones que les impone la cantidad de memoria disponible. Con más memoria y almacenamiento más rápido, los desarrolladores pueden ofrecer experiencias de juego nunca vistas. En el futuro inmediato veremos cómo Intel colabora con los desarrolladores de videojuegos para hacer realidad este potencial.

¿Cuáles son exactamente estas nuevas tecnologías de Intel en el ámbito de la memoria y el almacenamiento?
La tecnología 3D XPoint representa una revolución, ya que crea toda una nueva categoría de memoria que contribuye a eliminar en gran medida los sacrificios en materia de coste, rendimiento y consumo energético que muchos integradores de sistemas hacen al diseñar soluciones de memoria y almacenamiento. La memoria 3D XPoint es mucho más densa que la RAM y más rápida que la NAND, lo que permite salvar la distancia entre los datos y la CPU. La tecnología Intel Optane emplea soportes 3D XPoint y se comercializará tanto en SSD como en módulos de memoria DIMM de Intel®. Esto hará posible integrar más memoria en los sistemas, así como medios de almacenamiento más rápidos, acelerando así el acceso a los datos a los que los servidores y dispositivos acceden con más frecuencia.
La tecnología 3D NAND permite ofrecer soluciones de almacenamiento de mucha mayor capacidad a un menor coste. Los SSD Intel creados en torno a la tecnología 3D NAND abren más oportunidades para el uso de SSD en sustitución de discos duros mecánicos, en PC, dispositivos y los servidores que almacenan datos en la nube. Los SSD son hasta 1000 veces más rápidos que los discos duros convencionales[ii], y ese rendimiento se traduce en tiempos de inicio mucho menores, en vídeos publicados en menos tiempo y en experiencias de juego más fluidas. Los SSD son casi 10 veces más fiables que los discos duros mecánicos[iii], por lo que son más eficaces en la protección de los datos del usuario.
Estos cambios radicales en el ámbito del almacenamiento y la memoria también ofrecen nuevas oportunidades para nosotros, al permitirnos desarrollar nuevas plataformas y ofrecer nuevas formas de utilizar y optimizar la memoria y el almacenamiento en ellas. En Intel, abordamos la memoria y el almacenamiento buscando obtener mejoras sinérgicas, tanto para las arquitecturas informáticas como para el crecimiento empresarial. ¿Y si pudiéramos condensar 1 TB de almacenamiento en un dispositivo del tamaño de un sello de correos y todo 1 PB (un petabyte, o 1.000 TB) en el espacio de una caja de pizza? Eso sería el equivalente a almacenar 250.000 canciones[iv] en un sello de correos, o 250.000 películas de alta definición en un rack del tamaño de una caja de pizza[v].
Desde Intel continuaremos trabajando para mejorar nuestras tecnologías de NAND 3D e Intel Optane, buscando seguir el ritmo de innovación de otros ámbitos de la informática, de forma que la CPU y la memoria puedan optimizarse y reducir así los tiempos de acceso a los datos. A medida que la memoria y el almacenamiento van cobrando importancia en el rendimiento de las aplicaciones de un mundo cada vez más interconectado, estas tecnologías abrirán nuevas formas de entender la informática, tanto para la nube como para el Internet de las cosas. Todo ello forma parte de un círculo virtuoso de crecimiento en el que la nube, el Internet de las cosas y la memoria quedan unidos por la conectividad y potenciados por las innovaciones en materia de computación que la Ley de Moore hace posibles.
Esperamos con gran emoción ver cómo la tecnología Intel Optane y los SSD con NAND 3D de Intel mejoran ciertos ámbitos y cómo estas tecnologías contribuyen a salvar la distancia entre el procesador y los datos. Y esperamos con aún mayor emoción ver cómo aprovecha la gente la mayor cantidad de memoria disponible y un almacenamiento increíblemente rápido, de formas que aún ni siquiera imaginamos.

[i] “Latencias hasta 10 veces menores, con capacidades de transferencia hasta 3 veces mayores,” datos obtenidos empleando una configuración bajo RocksDB, basados en pruebas disponibles en rocksdb.org: empleando una base de datos de 1.000 millones de claves, en 8 bloques de 25 millones de claves/valores cada uno, claves de 20 bytes, valores de 800 bytes, compresión del 50%, aproximadamente 100 GB de espacio en disco. Lectura: todos los hilos leen todas las claves aleatoriamente. Lectura/escritura: todos los hilos leen claves aleatoriamente, un hilo de escritura actualiza hasta 80.000 claves por segundo.
[ii] Las afirmaciones técnicas realizadas se basan en comparaciones de latencia, densidad y mediciones de ciclos de escritura, en comparación con las tecnología de memoria registradas en las especificaciones de productos actualmente disponibles en el mercado de la memoria
frente a las especificaciones internas de Intel
[iii] Fuentes: SSD de Intel: informe anual de fallos de Intel para sus SSD, correspondiente a todo el ejercicio de 2015. Discos duros: Backblaze.com:https://www.backblaze.com/blog/hard-drive-reliability-q3-2015/
[iv] Archivo MP3 de 4 MB
[v] Archivo de vídeo de alta definición de 4 GB.

 

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