La evolución hacia las tecnologías de memoria con consumo de energía y potencia mejorados

Los sistemas informáticos precisan cada vez más energía y potencia por sus necesidades de memoria, y ello provoca un efecto negativo generalizado en sistemas tan dispares como los dispositivos móviles o los superordenadores. Una iniciativa europea se embarcó en la búsqueda de tecnologías de energía, potencia y memoria eficientes.

Economía digital

Las tecnologías de memoria no volátil (NVM) emergentes —como la memoria de cambio de fase y la memoria de acceso aleatorio resistiva— presentan varias propiedades que contribuyen a que consuman menos energía. No obstante, su consumo de energía por acceso a la memoria es mayor que las tecnologías de acceso aleatorio dinámico (DRAM) ya existentes. El proyecto financiado con fondos europeos NOVOSOFT (Software management of non-volatile memory hierarchies) se propuso reducir el consumo de energía en los sistemas de memoria. Para lograrlo, el equipo estudió cómo las tecnologías de NVM pueden aprovecharse para aumentar la eficiencia energética mediante la sustitución, en caso de que sea posible, de los chips de NVM con sus equivalentes DRAM empleados en los sistemas informáticos. Los socios del proyecto estudiaron y analizaron los parámetros de energía y rendimiento de las posibles tecnologías de NVM. A continuación integraron los parámetros en un modelo analítico de la tecnología de NVM capaz de predecir la idoneidad de almacenar los datos bien en DRAM o bien en NVM cuando se accede a ellos desde un programa concreto. Los investigadores emplearon el modelo para evaluar el potencial de rendimiento y la eficiencia energética de distintos sistemas de memoria híbrida. Se desarrolló así una interfaz de programación de aplicaciones para abordar la distribución de datos en los sistemas híbridos. Además se amplió un lenguaje de programación en paralelo de flujos de trabajo de tareas (task dataflow parallel programming language) para estudiar la ubicación y la migración de datos en un sistema de memoria híbrido RAM/NVM. El equipo del proyecto evaluó varias tareas de informática integrada intensivas en datos y computación y demostró un ahorro energético de entre el 50 y el 90 % en función de la gama de parámetros de las tecnologías NVM. NOVOSOFT estudió métodos de gestión de software con los que gestionar los sistemas de memoria híbridos que contienen tecnologías DRAM tradicionales y NVM emergentes. El aprovechamiento de ambas tecnologías permitirá a los sistemas informáticos consumir menos energía y potencia al acceder a la memoria, una capacidad muy útil en dispositivos móviles alimentados con baterías, infraestructuras de computación de alto rendimiento y centros de datos de todo el planeta.