Conectividad de los centros de datos en la era de la innovación digital

La innovación digital se basa en la capacidad de mover más datos a más velocidad. En los 80, se generalizó la tecnología de cable capaz de transportar diez megabits de datos por segundo, lo que originó la base para las redes modernas y el propio Internet. 

Esa tecnología ha tenido una vida sorprendentemente larga: sigue siendo ampliamente compatible con las tarjetas de red en las computadoras de hoy, a pesar de que los cables comunes en las redes residenciales actuales pueden transportar cómodamente 1 gigabit por segundo (Gb/s), 1,000 veces la capacidad de los primeros modelos. Mientras tanto, sin embargo, la cantidad de datos que necesitamos transmitir, almacenar, analizar y procesar ha aumentado de manera significativa. Esto se debe a que cada avance en la velocidad de transmisión de datos ha impulsado nuevas e innovadoras formas de usar esa mayor capacidad. Por ejemplo, la inteligencia artificial y el aprendizaje automático han podido alcanzar el nivel actual de madurez gracias a nuestra capacidad para mover y procesar cantidades masivas de datos con rapidez.

Si bien el ritmo de la innovación digital no ha aminorado, superar cada nuevo umbral de velocidad de red resulta cada vez más difícil. Hoy en día, las comunicaciones de datos de alta velocidad están llegando a un punto en el que las propiedades físicas de los cables y las conexiones que los transportan hacen que sea más difícil que nunca producir soluciones económicamente viables, y es en el centro de datos donde la necesidad de esa velocidad es más crítica.

Los centros de datos albergan la información que uitlizamos a diario para enviar mensajes, hacer pedidos en línea y navegar el tráfico de la hora pico. Aunque las redes internacionales de alta velocidad pueden mover estos datos a todas partes, el cuello de botella se produce entre los servidores de los grandes centros de datos, donde tiene lugar el trabajo computacionalmente intenso de entrenar modelos de IA y analizar enormes conjuntos de datos.

A su máxima velocidad, una sola conexión en los centros de datos actuales puede mover datos de manera eficiente y confiable entre servidores, conmutadores y otras computadoras a aproximadamente 100 gigabits por segundo (Gb/s). Eso es aproximadamente 10,000 veces la cantidad de rendimiento posible de los primeros cables de red de la década de 1980. Curiosamente, la tecnología de esos cables sigue siendo muy similar.

A pesar de los avances en fibra óptica, el cable de cobre pasivo sigue siendo el modo preferido de transporte para mover datos a alta velocidad a través de distancias cortas. Fabricar y utilizar el cobre es significativamente más económico que la fibra óptica. Además, podría tener ventajas de rendimiento sobre el cableado óptico porque las señales ópticas aún deben traducirse hacia y desde impulsos eléctricos en cada extremo de una conexión.

Como resultado, gran parte del trabajo de TE ha girado en torno a encontrar formas de ampliar las capacidades del simple cable de cobre. El siguiente logro cítico y necesario para respaldar el uso creciente de aplicaciones de análisis de datos en tiempo real e inteligencia artificial: 200 Gb/s.

Uno de los mayores desafíos para llegar al umbral de los 200 Gb/s es que las frecuencias más altas necesarias para transmitir datos a esas velocidades generan más posibilidades de pérdida de señal. Existen cables y conectores que pueden manejar esa frecuencia y limitar la pérdida de señal, pero tienden a ser grandes y costosos. TE está tratando de reproducir la precisión de estas conexiones de alta calidad y alto costo de manera confiable y a un costo menor, para que los centros de datos puedan implementarlas a gran escala.

El esquema general de este problema no es nuevo. El equilibrio entre rendimiento, fabricación y confiabilidad ha sido la clave de todos los avances en la velocidad de los cables hasta ahora. Desafortunadamente, encontrar un equilibrio viable se ha vuelto más difícil con cada aumento de velocidad. Incluso a medida que avanzamos hacia conexiones eficientes y económicas de 200 Gb/s, ya se ven en el horizonte tecnologías de conexión que alcanzan velocidades más rápidas.

Tarde o temprano, llegaremos a un punto en el que el rendimiento disminuirá al intentar obtener más velocidad solo del alambre de cobre. Sin embargo, eso no necesariamente significará pasar a una tecnología de cable completamente diferente. En su lugar, los avances en los equipos de los centros de datos posiblemente se conviertan en parte de la solución para lograr velocidades de datos de última generación. Las nuevas arquitecturas podrían abrir paso a conexiones más eficientes y brindar oportunidades adicionales para mejorar la latencia. Por ejemplo, cambiar las interconexiones físicas entre servidores y conmutadores podría lograrse al permitir que los cables se conecten directamente a los componentes del chip.

Los grandes saltos tecnológicos como ese son caros y difíciles de llevar a cabo por un solo fabricante de componentes. En cambio, el desarrollo de nuevas formas de conectar múltiples componentes en una red requerirá una estrecha colaboración entre varios representantes de la industria. TE participa de manera activa en las conversaciones sobre arquitecturas de red de última generación. También trabajamos en estrecha colaboración con nuestros clientes para garantizar que las soluciones que desarrollamos se adapten a todo el ecosistema.

Las arquitecturas cambiantes también generan oportunidades para aumentar la eficiencia no solo en las interconexiones de señal más rápidas. Por ejemplo, el calor es un motivo de preocupación significativo para los operadores en los centros de datos, ya que puede degradar el rendimiento y la confiabilidad. A las conexiones de cable óptico, en particular, se las conoce por producir calor y requieren un buen diseño térmico.

Para ayudar a abordar este problema, los ingenieros térmicos de TE intervienen durante el proceso de desarrollo del producto para ayudar a garantizar que nuestros productos transmitan señales de manera rentable y confiable. Por ejemplo, nuestros ingenieros han desarrollado productos innovadores para reemplazar las almohadillas térmicas, que son una solución común para la conexión térmica entre dos superficies. El puente térmico de TE mejora la transferencia de calor de los módulos ópticos de alta potencia.

La integración de estas tecnologías de disipación de calor en nuestros productos mejora todo el ecosistema de los centros de datos, lo que hace posible incluir más dispositivos en un conmutador.

La velocidad a la que podemos mover grandes volúmenes de datos también crea nuevas posibilidades para la arquitectura de los centros de datos, como un avance hacia la computación desagregada que, en otras palabras, hace que las computadoras sean más pequeñas. En lugar de conectar un conjunto de computadoras con sus capacidades individuales de procesador, de memoria y de almacenamiento, las arquitecturas desagregadas dividen cada parte de una computadora en su propia pieza. Un enorme banco de memoria compartida podría dar servicio a muchos procesadores de datos potentes.

Por mucho tiempo, el almacenamiento compartido ha sido fundamental para la computación en la nube y los centros de datos distribuidos. En la actualidad, las interconexiones más rápidas y la señalización de menor latencia abren las posibilidades de virtualizar otras partes de las computadoras, lo que da lugar a un uso más eficiente de los recursos.

A corto plazo, la necesidad de entrenar modelos de inteligencia artificial (IA) cada vez más complejos para que sean compatibles con aplicaciones más sofisticadas en la medicina, el comercio al por menor y los vehículos autónomos nos obligará a recopilar, almacenar y procesar más datos con mayor rapidez. Apenas hemos comenzado a ver el impacto que pueden tener estas tecnologías.

Las grandes aplicaciones de IA serán más adaptables y estarán más ampliamente disponibles gracias a las interconexiones de alta velocidad de última generación, pero sería absurdo suponer que la innovación digital, o las velocidades que necesitamos para lograrla, perderán ímpetu pronto. En TE, incluso cuando nos acercamos al hito de los 200 Gb/s, ya estamos pensando en lo que se necesitará para alcanzar el siguiente logro y el subsecuente a ese.