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Energía, Velocidad y Memoria en el Cómputo.

Todos los procesos de cómputo, pasados, presentes y futuros, que se realicen mediante piedras (calculi en latín de ahí el nombre de cálculos), ábacos, maquinaria electrodinámica o electrónica, sistemas biológicos, ADN o cerebro, etc., son procesos físicos. De este modo, lo que pueden y no pueden hacer y hasta dónde les está permitido llegar en cuanto a prestaciones, tanto de velocidad como de capacidad de almacenamiento de información, viene determinado por las leyes de la física. Es decir, cuestiones aplicables a los demás procesos físicos, tales como: ¿Cuánta energía se requiere para efectuar un determinado cómputo? ¿Cuál es la base de representación de la información óptima? ¿Cuáles son los límites del espacio de memoria?, etcétera. Pues bien, hasta el presente ha sido más fácil plantear estás preguntas que responderlas.

La mecánica cuántica proporciona una respuesta simple a la cuestión de cuán rápido puede procesarse la información  usando una determinada cantidad de energía. Por su parte, la mecánica estadística y la entropía termodinámica proporcionan un límite fundamental al número de bits de información que pueden procesarse usando una cantidad de volumen confinado en un volumen dado. La energía disponible, limita necesariamente la ratio a la cual un computador  puede procesar la información. Similarmente, la entropía máxima de un sistema físico determina la cantidad de información que puede procesar. De modo que, en resumen, la energía limita la velocidad y la entropía la memoria.

Martínez, M.A.: Un Teoría para Desarrollo Software construida mediante Técnicas y Modelos de Gestión del Conocimiento. UDC. A Coruña. 2008.

Internet, la inteligencia colectiva devoradora de recursos

Hace aproximadamente un mes, los investigadores Justin Ma y Barath Raghavan, de la Universidad de California, Berkeley, sacaron a la luz un estudio sobre el consumo energético que conlleva mantener la estructura actual de Internet. Según sus estimaciones, basadas en el número de equipos, servidores, nodos y dispositivos electrónicos, se necesitan entre 107 y 307 Gigavatios, lo que representa el 2% del consumo eléctrico mundial.

La red Internet, contemplada en estos términos, supone un gran consumo para la humanidad. Con esa energía se podrían alumbrar entre 32 y 93 millones de viviendas, o encender cerca de 1800 millones de bombillas diariamente. Tras la publicación del estudio, se ha avivado el debate sobre la mantenibilidad y el uso responsable de Internet, lo que ha suscitado numerosos puntos de vista, desde considerar qué energía sería necesaria para llevar a cabo las tareas cotidianas de la humanidad si no existiera Internet, hasta tildar a Internet de una amenaza contra el medio ambiente.

Y es que una cosa está clara: Internet se ha convertido en una herramienta imprescindible en el día a día de las personas del primer mundo. Internet ha pasado de ser una mera red de ordenadores que compartían documentos HTML a formar la mayor fuente de información de la sociedad, considerándose hoy día como una auténtica inteligencia colectiva colaborativa que permite avanzar en el ámbito científico y tecnológico.

Volviendo al estudio, si estudiamos pormenorizadamente los resultados obtenidos, es fácil comprobar que casi el 70% de la energía consumida por Internet la están malgastando en verdad los dispositivos cliente que constituyen la red, y que en la mayoría de los casos se mantienen encendidos horas y horas, conectados a Internet, para realizar pequeñas descargas de información, archivos de audio o vídeo. Estos equipos permanecen la mayor parte del tiempo de conexión inactivos, o con grandes periodos de inactividad de CPU. Debido a ello, ha surgido de la propia inteligencia colectiva que es Internet una iniciativa para aprovechar de manera efectiva la mayor parte de la energía consumida por la red: la computación colaborativa.

La computación colaborativa se basa en establecer canales para permitir que procesos independientes colaboren en tiempo real. Partiendo de esta idea, es posible donar de forma voluntaria y transparente parte de las capacidades de procesamiento de nuestros ordenadores y dispositivos para aprovechar sus largos periodos de inactividad, y así lograr avances en diversos proyectos científicos. La iniciativa Boinc, perteneciente a la misma universidad de la que ha surgido el estudio energético de Internet (Universidad de Berkeley, California), pretende generar un smart grid mundial a partir de Internet para poder avanzar en el estudio y tratamiento de enfermedades, estudiar el calentamiento global, descubrir pulsares, etc.

Es una auténtica lástima que Justin Ma y Barath Raghavan, iniciadores de toda la controversia surgida y de una noticia que ha causado una cierta alarma social, no hayan logrado promocionar con similar impacto una vía inteligente de aprovechamiento para la energía de nuestra inteligencia colectiva, una vía que ha surgido además muy cerca de su entorno científico.