La potencia de procesamiento es clave para el rendimiento del software. Probablemente notará rápidamente el gran salto en el rendimiento al actualizar a una computadora nueva desde una que tiene algunos años. La ley de Moore describe que la cantidad de transistores en las CPU se ha duplicado aproximadamente cada dos años desde que se inventó la CPU. Esto ha llevado a un aumento constante en el poder de cómputo, impulsando un ciclo de actualización regular.
A pesar del alto rendimiento de una computadora de gama alta actual, muchas tareas son simplemente demasiado para que una sola computadora las maneje en un período de tiempo razonable. Afortunadamente, la mayoría de estas tareas no afectan al usuario doméstico promedio ni a muchos trabajos de oficina estándar. Sin embargo, las cargas de trabajo profesionales especializadas es donde comenzará a encontrar este tipo de cargas de trabajo.
Una opción para manejar esto sería asignar a las personas relevantes a computadoras de gama alta más potentes. Sin embargo, esta estrategia es costosa y, en muchos casos, no marcaría la diferencia ya que los requisitos de procesamiento son simplemente demasiado altos.
Las granjas de servidores son la otra opción, en lugar de intentar meter más y más rendimiento en un dispositivo personal, tener un dispositivo por empleado relevante y aún así no tener el rendimiento necesario. Una granja de servidores esencialmente subcontrata la potencia de procesamiento. En este caso, eso significa tener muchos servidores agrupados juntos que realizan las tareas pesadas de procesamiento asignadas a la granja de servidores por el empleado. Luego, las tareas de procesamiento se transfieren a los servidores.
Características y ventajas clave de las granjas de servidores
El factor definitorio de una granja de servidores es que ya no está limitado a un dispositivo que realiza el procesamiento. En cambio, la potencia de procesamiento la proporcionan decenas, cientos o incluso miles de servidores, todos agrupados en un clúster.
Los propios servidores suelen estar ubicados en una sala de servidores o en un centro de datos. Aquí se pueden configurar con conexiones de alta velocidad entre sí y redes de alta velocidad para recibir la carga de trabajo que se procesará y transmitir la carga de trabajo completada a tiempo.
Al administrar cuidadosamente el rendimiento real de todos los servidores, es posible ajustar el rendimiento general a un costo razonable. Los servidores generalmente funcionan las 24 horas del día, los 7 días de la semana, aunque dependiendo de la carga de trabajo, esto puede no ser posible. Correr al máximo rendimiento en todo momento consume mucha potencia. También significa que se requiere mucho enfriamiento, necesitando aún más energía. Muchas granjas de servidores pueden ejecutarse por debajo de su rendimiento máximo para lograr una relación de alto rendimiento por vatio.
Subtipos y Variaciones
En los trabajos de desarrollo de código, muchos lenguajes necesitan que las aplicaciones se compilen antes de poder ejecutarlas. Este proceso de compilación hace un uso intensivo del procesador y, en aplicaciones grandes, puede llevar horas. Una granja de servidores puede ayudar a reducir el tiempo de compilación al ofrecer más rendimiento del posible en una sola computadora. Las granjas de servidores también pueden ejecutarse las 24 horas del día, los 7 días de la semana, lo que permite a los desarrolladores poner en cola un proceso de compilación para que se ejecute durante la noche mientras pueden apagar sus propias máquinas. Las granjas de servidores utilizadas exclusivamente para compilar software pueden conocerse como granjas de compilación.
En los roles de gráficos por computadora, el tiempo de renderizado a menudo puede ser largo. Este no es un gran problema para las imágenes fijas, aunque puede llevar tiempo. La reproducción de video puede llevar mucho tiempo, especialmente para películas de clase de cine. Las escenas no solo son increíblemente complejas, sino que también son de alta resolución, y hay muchas, ya que se necesitan muchos fotogramas por segundo. Las granjas de servidores dedicadas a tareas de representación pueden conocerse como granjas de representación.
Hay muy poca diferencia entre una granja de servidores y una supercomputadora. Ambos son colecciones extensas de servidores diseñados para operar juntos para realizar una tarea. No hay una clara diferencia definitoria entre los dos. Históricamente, las supercomputadoras usaban hardware de propósito especial. Sin embargo, la tendencia actual en la supercomputación es usar más componentes de servidor listos para usar.
Un futuro nublado
Las granjas de servidores son caras. Tienen hambre de energía, necesitan mucha refrigeración y necesitan infraestructura de centro de datos. Las granjas de servidores también son costosas de configurar, con altos costos iniciales de hardware. Para empeorar las cosas, se enfrentan a la obsolescencia regular. En general, en la industria de centros de datos de alta gama se sostiene que un centro de datos de 7 años está obsoleto. Dentro de este corto tiempo, las cargas de trabajo pueden aumentar a medida que aumentan las demandas de rendimiento.
La única solución real a esto la ofrecen los hiperescaladores. Los hiperescaladores son las compañías tecnológicas gigantes como Google, Amazon y Microsoft que son lo suficientemente grandes como para construir y operar muchos centros de datos masivos. Estas empresas alquilan el rendimiento informático de sus centros de datos como una plataforma en la nube. Este acceso a menudo está virtualizado.
La idea es que, en lugar de pagar para comprar y ejecutar el hardware, simplemente alquila el acceso a lo que necesita, cuando lo necesita. Esto tiene el factor económico anual de no tener costos iniciales altos y recurrentes. En cambio, simplemente paga por lo que usa. Afortunadamente, ni siquiera está limitado a una configuración de hardware precisa. Suponga que tiene una carga de trabajo pequeña y relativamente no urgente. En ese caso, simplemente puede configurarlo para que se ejecute en un servidor virtual más pequeño y, lo que es más importante, más económico. Esto también va al revés. Si tiene un proyecto grande o urgente, puede pagar más por una instancia virtual aún más grande para tener más poder de procesamiento para terminar antes.
Siendo realistas, los servicios en la nube ofrecen varias ventajas convincentes sobre las granjas de servidores. El único problema potencial es el costo, que como servicio comercial puede ser más alto por unidad de procesamiento que el de una granja de servidores local. Vale la pena señalar que los hiperescaladores se benefician de las economías de escala, que se filtran en sus precios.
Conclusión
Una granja de servidores es una colección de servidores, normalmente ubicados en una sala de servidores o en un centro de datos, a los que se asignan tareas que requieren mucha potencia de procesamiento. Esto proporciona varios beneficios, incluido el alto rendimiento y la operación 24/7. Los servicios en la nube de los hiperescaladores son la principal opción de la competencia. Ofrecen varios beneficios convincentes, incluida la ausencia de costos iniciales de hardware y flexibilidad de precio/rendimiento por tarea.