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High Performance Genomics for Software Defined Infrastructures

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De la genómica al 5G, la asignación inteligente de recursos dirige el tráfico de datos con eficacia

La cantidad de datos a nuestra disposición aumenta a un ritmo sin precedentes. Un controlador inteligente ayudará a los centros de procesamiento de datos a asignar los recursos de forma más eficaz en tiempo real para aumentar el rendimiento con menos energía y hardware, lo que reducirá los costes totales de explotación.

Economía digital

Tanto si se trata de intercambiar datos científicos en escalas que van desde las perturbaciones cuánticas hasta los acontecimientos cósmicos a años luz como de interconectar a las personas y sus dispositivos en la evolución del Internet de las Cosas (IdC), los centros de procesamiento de datos deben dar cabida a un tráfico de datos cada vez mayor. El suministro y la gestión inteligentes y automatizados de los recursos informáticos pueden mejorar significativamente la eficacia de los centros de procesamiento de datos, así como la satisfacción y la productividad de los usuarios finales. Una infraestructura definida por software (SDI, por sus siglas en inglés) puede hacer justamente eso valiéndose de tecnologías de software de optimización para satisfacer la demanda en tiempo real de forma inteligente. La SDI es una tecnología incipiente y actualmente ningún gran centro de procesamiento de datos la explota plenamente para optimizar su funcionamiento. El proyecto Hi-OMICS, financiado con fondos europeos, se propuso preparar su controlador SDI para el mercado y la nueva era de uso de los datos.

Más potencia (informática), menos energía

Tal y como explica el coordinador del proyecto David Carrera del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS): «Un ordenador tradicional contiene procesadores, memorias y discos preconfigurados. Si se dispone de un servidor con cuatro aceleradores, no se pueden tener ocho sin hacer cambios físicos en el equipo. En una SDI, los recursos se ponen en común. Se ubican en algún lugar del centro de procesamiento de datos y pueden conectarse dinámicamente a los servidores a través de una red de interconexión rápida (40 o incluso 100 Gbps, es decir, 100 000 millones de bits por segundo)». El controlador SDI es el componente de software que decide qué componentes de hardware se conectan a los servidores y cuándo. Hi-OMICS se basó en la investigación de su proyecto predecesor, Hi-EST, con el objetivo de comercializar el controlador SDI para su uso en la gestión eficiente de las cargas de trabajo asociadas a la genómica computacional. El equipo se centró en mejorar Somatic MUtation FINder (SMuFin), un programa desarrollado en el BSC-CNS que compara las secuencias de los genomas normal y tumoral del mismo paciente para identificar la variación de la secuencia somática a la resolución de los pares de bases. Como explica Carrera: «SMuFin, como cualquier otro producto genómico en fase de desarrollo, no utiliza los recursos de manera uniforme todo el tiempo. Nuestro controlador localiza conjuntamente cargas de trabajo compatibles para reducir las necesidades de hardware del centro de procesamiento de datos y el coste total de propiedad de la instalación». La nueva versión de SMuFin, con patente en tramitación, logra un consumo de energía veinte veces menor y mejora por dos el rendimiento.

Asignación inteligente de recursos de más de una forma

Aunque el controlador SDI está teniendo un impacto significativo en el BSC-CNS, el análisis de mercado de Hi-OMICS determinó que el mercado de la genómica todavía no era apto para acogerlo. Sin embargo, reveló un enorme potencial de aplicación para el sector del 5G y del IdC. Carrera no necesitó inteligencia artificial para reasignar de manera flexible el controlador SDI del equipo. «Nuestra empresa emergente Nearby Computing comercializa tecnologías SDI para el campo del 5G y el IdC, donde brindarán beneficios a los centros de procesamiento de datos de empresas como proveedores de servicios en nube, operadores de redes de telefonía móvil y grandes industrias», afirma Carrera. Aunque los resultados de los análisis de mercado fueron inesperados, incitaron al equipo a tender un puente entre la investigación y las aplicaciones comerciales. Creada en julio de 2018, Nearby Computing cuenta ahora con diez empleados y participa en varias actividades de prueba de concepto en cinco países diferentes. A medida que las arquitecturas informáticas sigan evolucionando hacia funcionamientos cada vez más eficaces, la empresa planea dejar su huella en la nueva era de las redes de datos 5G y el IdC.

Palabras clave

Hi-OMICS, datos, infraestructura definida por software (SDI), controlador SDI, centro de procesamiento de datos, Internet de las Cosas (IdC), 5G, software, informática, energía, hardware, ordenador, supercomputación, servidor, red, internet

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