Investigadores de la Universidad de Waterloo optimizan 30 líneas de código para lograr un uso más eficiente de la CPU y reducir significativamente la huella energética
Una simple modificación de apenas 30 líneas de código en el núcleo de Linux podría reducir el consumo energético de los centros de datos entre un 30 % y un 45 %, según un estudio realizado por la Cheriton School of Computer Science de la Universidad de Waterloo (Canadá). La investigación fue presentada durante la conferencia ACM Sigmetrics 2024 y propone una optimización no intrusiva que mejora el rendimiento de red sin necesidad de añadir nuevas funcionalidades al sistema operativo.
Optimización basada en el uso eficiente de cachés y suspensión de interrupciones
El profesor Martin Karsten, uno de los responsables del estudio, explicó que el ajuste se basa en reorganizar el orden de operaciones dentro del stack de red de Linux. Esta mejora permite una mejor utilización de las cachés de CPU, similar a reordenar procesos en una cadena de montaje para evitar movimientos innecesarios.
“No hemos añadido nada, simplemente hemos cambiado el orden de ejecución. Es como rediseñar una planta industrial para que todo fluya de manera más lógica”, explicó Karsten. El cambio aprovecha el mecanismo de suspensión de interrupciones IRQ, lo que permite reducir el número de interrupciones del procesador durante momentos de tráfico elevado, mejorando así la eficiencia energética sin penalizar la latencia en momentos de baja actividad.
Un ajuste con potencial global
La modificación fue desarrollada junto a Joe Damato, ingeniero distinguido en Fastly, y podría tener un impacto significativo en los grandes centros de datos si se adopta masivamente. Dado que Linux es el sistema operativo predominante en entornos de servidores, su optimización supondría un ahorro energético a escala planetaria.
“Si empresas como Amazon, Google, IBM, Oracle o Meta activaran esta función, podríamos ahorrar gigavatios-hora de energía en todo el mundo”, afirmó Karsten. “Cada solicitud que circula por internet podría beneficiarse de esta mejora”.
La implementación forma parte de un proyecto más amplio para crear una sala de servidores ecológica en el nuevo edificio de matemáticas de la universidad.
La comunidad del software libre respalda la propuesta
El ajuste ha recibido reacciones positivas desde distintos sectores del software libre. Ann Schlemmer, directora ejecutiva de la empresa de bases de datos de código abierto Percona, lo consideró un ejemplo del potencial colaborativo del software libre.
También Jason Soroko, experto de la firma de ciberseguridad Sectigo, valoró la propuesta como “legítima y con alto impacto a largo plazo”, destacando que optimizaciones similares podrían aplicarse en otras áreas del sistema operativo.
Ahorro a gran escala con pequeños cambios
Aunque una tarjeta de red individual no consume mucha energía, los efectos se amplifican a gran escala. Según Jamie Boote, consultor de seguridad en Black Duck Software, un solo rack de servidores puede consumir unos 160 vatios solo en interfaces de red. Reducir este consumo en cientos o miles de racks es comparable a cambiar toda una instalación de bombillas incandescentes por luces LED.
“El stack de red actual de Linux fue diseñado para un hardware mucho menos exigente”, explicó Boote. “Repriorizar las tareas del sistema según el tráfico ayuda a gastar energía de forma más lógica en arquitecturas modernas”.
No apto para todos los entornos
A pesar de sus beneficios, la optimización no es universal, advierte Ariadne Conill, desarrolladora de Alpine Linux y cofundadora de Edera. Su implementación requiere ajustes manuales mediante herramientas como ethtool, y está especialmente dirigida a operadores de centros de datos a gran escala (hyperscalers) con aplicaciones de red intensivas.
Además, este enfoque puede afectar la previsibilidad de la latencia de red y alterar la asignación de recursos. Por ello, se recomienda como una opción configurable, no como una configuración por defecto.
“Es una mejora interesante, pero debe usarse en entornos controlados donde se puedan gestionar bien los compromisos”, concluyó Conill.
En resumen
La investigación canadiense demuestra que la eficiencia energética no siempre requiere grandes inversiones, sino que puede encontrarse en ajustes precisos del código. En un mundo donde la informática consume alrededor del 5 % de la energía global diaria, optimizaciones como esta pueden marcar una gran diferencia.
La propuesta también reabre el debate sobre la eficiencia en la programación moderna, donde el foco ha pasado de la optimización a la funcionalidad. Para Karsten y su equipo, es momento de retomar ese enfoque de precisión: “La sostenibilidad debe convertirse en una prioridad en el desarrollo del software”, sentenció.
Fuente: Technewsworld
