Chips FPGA de Microsoft – Revolución en Servidores


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El pasado Junio de 2015 pudimos ver en periódico digital el economista la compra más sonada en el mundo IT por un total de 16.700 millones de dólares. En esta adquisición, se vieron involucradas las empresas Altera e Intel.

La razón de la compra ha sido ni más ni menos el poder cubrir las necesidades de Microsoft con el “project Catapult”.

Los gigantes de Internet no se conforman ya con los servidores tradicionales.green500_logo

El Hardware de un superordenador es la base de su rendimiento y sobretodo de su consumo.

top500_logoEn el mundo de los superordenadores, existen dos listas que miden el rendimiento y el consumo de estas máquinas.

Dichas listas son el Top500 que mide el rendimiento y TheGREEN500 que mide el consumo eléctrico de dichos superordenadores.

 

Muchos os estaréis preguntando ahora mismo que tiene que ver estas dos listas con todo esto. A continuación, lo veremos con más detalle.

Chips FPGA de Microsoft, una alternativa más que prometedora

Ya hay varias empresas como Google, Amazon o Facebook que se le han adelantado a Microsoft en el diseño de servidores propios.

No obstante la empresa de Redmond tiene su propia estrategia mediante el “Project Catapult”, que hemos mencionado anteriormente.

Este plan consiste básicamente en substituir los chips genéricos por otros personalizables lo que hace que los superordenadores, se conviertan en máquinas más versátiles y adaptables a distintos entornos y escenarios de una manera más potente, mediante el uso de chips FPGA programables.

Esta cualidad, permite obtener un mayor rendimiento según las necesidades del momento, así como una reducción considerable en el consumo de energía, los que ha recuperado el interés de la industria.altera-chips-fpga-de-microsoft

En la revista Wired han hablado con los responsables del “Project Catapult” que lleva en marcha cerca de tres años y que ha transformado la visión de la empresa.

La llegada de Satya Nadella ha provocado un cambio en la estrategia, y los servicios en la nube son ahora fundamentales.

Y para dar esos servicios nada mejor que servidores especialmente versátiles, potentes y eficientes, aseguran los responsables de ese proyecto. La alternativa de utilizar estos chips FPGA de Microsoft, no parecía una alternativa válida para este proyecto que empezó en 2012.

Por aquel entonces el CEO de Microsoft Steve Ballmer, no estaba muy convencido de que la idea pudiera tener éxito.

Fue el apoyo de Qi Liu máximo responsable de Bing el que convenció a Steve Ballmer de seguir adelante con la idea y cambiar así las cosas.

Bing, Office 365 y Azure

Diane Bryant, vicepresidente de Intel, explicaba queMicrosoft es la razón de que Intel comprara Altera el verano de 2015.

La adquisición no fue barata: Intel se gastó 16.700 millones de dólares y fue la mayor operación de este tipo del gigante de los semiconductores.

Parece que después de todo la relevancia de la compra no estaba en el futuro del IoT, sino en el de esos FPGAs desarrollados por Altera.

Ahora esos chips son los responsables de que cuando hacemos una búsqueda en Bing ésta devuelva los resultados que devuelve tan rápido como lo hace, pero también está preparándose su integración en los servidores dedicados a sus desarrollos en inteligencia artificial.

De hecho, aseguraban los responsables del proyecto, en los próximos años prácticamente cada nuevo servidor de Microsoft incluirá un FPGA.

En los primeros meses en los que se desarrollaron los prototipos y se comenzaron a usar en Bing las ventajas quedaron patentes.

Los algoritmos de aprendizaje automático que se utilizaban para las búsquedas de Bing corrían 100 veces más rápido que los chips genéricos que se usaban en los servidores sobre los que Bing funcionaba hasta entonces.

El éxito de la implantación de estos chips en los servidores encargados de hacer funcionar Bing era patente: entre 2013 y 2014 Bing demostró comportarse 40 veces más rápido gracias a esos nuevos chips, algo que dejó claro que la idea era aplicable a las otras dos puntas de lanza de Microsoft en la nube: Office 365 y Azure.

Las ventajas de los chips FPGA de Microsoft, hizo que se adaptaran rápidamente a los servidores de Azure.

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Los requisitos de Azure eran muy diferentes a los que tenía Bing, por lo que no bastaba con acelerar los algoritmos de aprendizaje máquina, sino de acelerar las transmisiones entre los nodos de esa inmensa red de servidores. El tráfico era tal que las CPU de esos servidores no podían aguantar tal avalancha de datos.

Jim Larus, responsable de estos prototipos, explicaba que rediseñar esos FPGA no era nada sencillo: “es simplemente horrible, mucho peor que programar software. Es mucho más difícil de programar y mucho más difícil de encontrar la solución correcta“.

No obstante, los beneficios fueron evidentes: el hardware de Catapult cuesta menos del 30% del resto de componentes en el servidor, consume menos del 10% del consumo total y procesa los datos el doble de rápido de lo que esos servidores lo harían sin ese componente.

Hardware…Hardware…y más Hardware

Google fue una de las primeras en demostrar cómo diseñar sus propios servidores podría tener grandes ventajas para sus operaciones en la red de redes convirtiéndose en uno de los secretos mejor guardados de la historia hasta que en 2012 Goggle publico el vídeo titulado Explore a Google data center with Street View” .

Esa misma obsesión es compartida por Facebook, una empresa que pasó de fabricantes como IBM, Dell o HP para pasar a diseñar sus propios servidores o Amazón otra de las grandes en el campo de internet.

Los centros de datos de esta empresa se encargan no solo de dar servicio a los ávidos compradores de la tienda online, sino también a soportar su nube pública, la célebre Elastic Compute Cloud, para dar servicio a miles de empresas en las que este tipo de operativa es crucial.

Lo que parece evidente es que estos gigantes que ofrecen todo tipo de servicios en internet lo tienen claro: el diseño de sus propios servidores e incluso de sus propios chips es la clave para ganarle la batalla a la eficiencia, a la potencia… y al resto de rivales, por supuesto.

Es ahí donde estos chips FPGA de Microsoft podrían ser el particular as en la manga de Microsoft con la cualidad de ser  programables, ya que ayudan a reducir consumos sin perder rendimiento.