La búsqueda de una mayor eficiencia energética es uno de los grandes retos a los que se enfrentan los centros de datos hoy en día. Y es que, con la llegada de la IA el consumo de estas infraestructuras se ha disparado, a la par que ha cambiado el perfil de uso de las redes: requieren mayor ancho de banda y capacidad de uplink.
Con la intención de mejorar el funcionamiento de las redes en los data center, Amazon Web Services (AWS) ha estado trabajando en el diseño de un nueva arquitectura que conecta los routers de forma aleatoria y controlada, lo que multiplica exponencialmente el número de rutas disponibles para los datos y elimina los puntos únicos de fallo.
En concreto, la nueva arquitectura ofrece significativamente menos dispositivos de red entre dos servidores que se comunican, y menos dispositivos significa un índice menor de error. Algo que repercute en un ahorro de costes y una red que puede sortear problemas de forma más dinámica, utilizando más de su capacidad disponible en cualquier momento.
En el proyecto han participado Seshadhri Comandur, Amazon Scholar y profesor en la Universidad de California en Santa Cruz; Ratul Mahajan, también Amazon Scholar, experto en redes de centros de datos y profesor en la Universidad de Washington; y Giacomo Bernardi, científico de AWS.
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Teoría de los grafos aleatorios
Este nuevo sistema se basa en la aplicación de la teoría de grafos aleatorios a redes de centros de datos a gran escala. ¿En qué consiste esta teoría? Es una rama de las matemáticas que estudia qué sucede cuando se conectan puntos en una red de forma aleatoria. Sugería que la transferencia de datos podría hacerse más eficiente y resiliente si los routers se conectaban de manera aleatoria.
Como explican desde AWS, el diseño tradicional de las redes en los centros de datos se basa en una estructura jerárquica y predefinida de routers (similar a un árbol) que, bajo altas cargas de tráfico, puede crear cuellos de botella y ralentizar la comunicación. La teoría de grafos aleatorios, propuesta por primera vez en 2012 en el estudio ‘Jellyfish: networking data centers randomly‘, no se había podido demostrar cómo aplicarlo dentro de las restricciones físicas de un data center real. Algo que han conseguido desde el hiperescalar.
Beneficios de su implantación
En las pruebas realizadas en función de la mayoría de condiciones de tráfico del mundo real, el nuevo diseño movió datos aproximadamente un tercio más rápido que las estructuras jerárquicas a las que reemplaza. El resultado es una red que no sólo es más eficiente, sino más fiable y más potente para los clientes que dependen de ella.
Asimismo, las ventajas en eficiencia quedaron demostradas en tanto en cuanto menos dispositivos de red significa menor consumo energético, energía que puede dirigirse en su lugar hacia más capacidad de computación para los clientes. Sobre este particular, AWS espera reducir el consumo eléctrico de los equipos de red con el nuevo diseño en un 40% en comparación con su arquitectura anterior, reduciendo las emisiones de dióxido de carbono en un número creciente de redes eléctricas donde opera.
La empresa comenzó a desplegar el nuevo diseño de red en España y Alemania en 2025, y lo implementará en la mayoría de sus centros de datos a nivel global en 2026.
