En los últimos años, la rápida expansión de la inteligencia artificial ha disparado la demanda de centros de datos, que constituyen la infraestructura de computación sobre la que se sustenta esta tecnología. Esta situación está generando importantes retos en Japón, como la concentración de centros de datos en zonas urbanas y los consiguientes problemas relacionados con el suministro eléctrico. Al mismo tiempo, el creciente despliegue de energías renovables en distintas regiones del país está provocando un aumento de las restricciones o recortes de su producción, lo que plantea un desafío adicional.
Si esta situación se mantiene, Japón podría tener dificultades para cubrir internamente su demanda de capacidad de computación para IA. Esto conllevaría el riesgo de que datos relevantes salieran del país junto con la demanda de computación, debido al uso de servicios cloud extranjeros. A ello se suma el riesgo de interrupción de servicios críticos para la sociedad digital en caso de catástrofes de gran magnitud.
Para hacer frente a estos riesgos un consorcio de 12 organizaciones está trabajando en el desarrollo de la tecnología WLS (Workload Shift), que permite trasladar dinámicamente los procesos de computación —las cargas de trabajo— entre distintos centros de datos distribuidos por Japón, teniendo en cuenta tanto las condiciones de oferta y demanda eléctrica como el nivel de utilización de los recursos de computación. De este modo, se evita concentrar todos los procesos en determinados data center.
Esta demostración tiene como objetivo implantar un mecanismo avanzado de WLS capaz de coordinar, a gran escala geográfica, las comunicaciones, la energía y los recursos de computación, así como comprobar su viabilidad desde los puntos de vista técnico, operativo y de negocio. La misión final es crear un hiperescalador virtual mediante la gestión integrada de los recursos de comunicaciones, energía y computación.
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Configuración de una red de área amplia
Con un periodo de ejecución de agosto de 2026 a febrero de 2027, este ensayo establecerá una red de área amplia utilizando Science Information NETwork (SINET) – la red de información y comunicación de alta velocidad que conecta a universidades e instituciones de investigación en Japón y que es operada por el National Institute of Informatics-, así como fibra óptica destinada a garantizar la seguridad de la red eléctrica —fibra oscura— propiedad de TEPCO Power Grid. Además, se comprobará una configuración en la que determinados tramos entre centros de datos estarán conectados directamente mediante una red totalmente óptica.
La conexión de clústeres de CPD académicos e industriales a esta infraestructura permitirá crear un entorno en el que sea posible desarrollar de forma colaborativa el WLS de área amplia.
Durante la ejecución del WLS, un orquestador -sistema que recopila y analiza datos como el estado operativo de distintos centros de datos y la situación de la oferta y la demanda de energía, y determina la ubicación óptima de las cargas de trabajo- que actuará como núcleo del hiperescalador virtual, se encargará de optimizar la forma en que se desplazan las cargas de trabajo. En concreto, el orquestador recopilará y analizará información sobre la oferta y la demanda de energía, datos del mercado, utilización de GPU, estado de las baterías y condiciones de la red, entre otros parámetros, para determinar y controlar dónde deben asignarse las distintas cargas de trabajo.
Para comprobar los diferentes elementos necesarios de cara a su futura implantación a escala real, está previsto desarrollar varios subproyectos. Estos se llevarán a cabo de forma progresiva, comenzando por demostraciones básicas que permitirán establecer los fundamentos del WLS de área amplia entre universidades de todo Japón, y avanzando posteriormente hacia pruebas más complejas destinadas a verificar la eficacia de esta tecnología, incluida su gestión integrada con energías renovables y sistemas de almacenamiento mediante baterías, así como las funciones de orquestación.
Próximos pasos
A partir de los resultados obtenidos en esta demostración, las 12 organizaciones prevén ampliar progresivamente el proyecto, aumentando tanto el número de centros de datos participantes como el de empresas implicadas.
En concreto, trabajarán en la definición de un modelo operativo abierto y de interfaces comunes que permitan la interconexión entre distintos operadores. Asimismo, estudiarán el diseño de modelos de negocio que faciliten su implantación a escala real, junto con el establecimiento de normas comunes y mecanismos de gobernanza necesarios para su desarrollo comercial.
A más largo plazo, el consorcio aspira a estandarizar internacionalmente, como especificaciones abiertas, las tecnologías y los modelos operativos desarrollados a través de esta iniciativa, así como a impulsar a escala global esta nueva infraestructura, nacida en Japón, mediante el desarrollo de un ecosistema abierto y en constante evolución.
Trabajo colaborativo
El consorcio que ha puesto en marcha este proyecto conjunto de demostración orientado a la aplicación del WLS de área amplia está conformado por MESH-X, NHK Technologies, Kyushu University, KDDI, SoftBank, Takaoka Toko, The University of Tokyo, TEPCO Power Grid, TEPCO Holdings, Fujitsu, Hokkaido University y Morgenrot.
Este grupo de empresas combinará las tecnologías y los activos de cada uno de sus miembros para llevar a cabo conjuntamente pruebas técnicas, operativas y de negocio con el objetivo de hacer realidad un nuevo modelo de infraestructura de IA denominado “Hiperescalador Virtual”. Este modelo se basa en la optimización conjunta de redes de área amplia, múltiples operadores, centros de datos y sistemas eléctricos, mediante una gestión óptima de los recursos de computación necesarios para el entrenamiento y la inferencia de IA.
