El teorema de la innovación del hardware

Lori Mac VittieIngeniero distinguido y evangelista jefe | F5

Hace poco terminé de leer El último teorema de Fermat (Simon Singh), que, aunque pueda sorprenderte, estaba repleto de drama, intriga, asesinatos y amantes. De verdad. La historia de las matemáticas está llena de personas que, pese a su prodigiosa comprensión de conceptos que los simples mortales no llegamos a entender del todo, al fin y al cabo no dejan de ser personas.

Pero ese no es realmente el tema de hoy. La cuestión es que, durante más de 350 años, los matemáticos se han empeñado en intentar demostrar (o refutar) lo que se conocía como el último teorema de Fermat. Más que un teorema, era una conjetura: el brillante matemático (aficionado) observó que, aunque el teorema de Pitágoras era casi axiomático, solo funcionaba con cuadrados. Es decir, no se puede encontrar una solución para: an + bn = cn cuando «n» es cualquier número distinto de «2». Al parecer, lo que realmente sacó de quicio a los matemáticos fue que Fermat afirmó tener una demostración verdaderamente maravillosa, pero que el margen del libro en el que estaba escribiendo era demasiado estrecho para incluirla.

Y no pudieron encontrar la demostración por ninguna parte.

Así que los matemáticos se pusieron a intentar demostrarlo o refutarlo. En resumidas cuentas, finalmente alguien lo consiguió. Pero, para lograrlo, tuvo que combinar dos disciplinas matemáticas completamente distintas, disciplinas que no existían cuando Fermat formuló su afirmación. Algunas de ellas tienen su origen en los intentos de resolver el último teorema de Fermat, así como otros problemas matemáticos complejos. Una de las disciplinas empleadas para resolver el último teorema de Fermat incluía el estudio de las curvas elípticas. Si esto te resulta familiar, es porque las curvas elípticas constituyen la base de la ECC (criptografía de curva elíptica), que hoy en día se prefiere cada vez más como sustituta de los sistemas de cifrado más antiguos y vulnerables.

Básicamente, una de las ventajas de resolver un problema en una disciplina matemática es que a menudo impulsa la innovación en otras disciplinas matemáticas relacionadas, pero claramente diferenciadas.

Ahora, probablemente se pregunte por qué se hace referencia al «hardware» en el título. El hardware es hardware, ¿no? Es decir, ¿qué innovación relevante puede impulsar el hardware en el mundo actual, en el que el software lo devora todo para ofrecer aplicaciones?

El software, por supuesto.

Resulta que, cuando construyes tu propio hardware para garantizar la capacidad y la velocidad necesarias para esos servicios desplegados en el eje norte-sur del centro de datos, también tienes que desarrollar el software que lo acompaña. Al fin y al cabo, el hardware por sí solo no es más que un conjunto de recursos, en su mayor parte. Eso también está cambiando, pero es un tema para otra entrada del blog. La realidad es que, por lo general, el hardware proporciona recursos. El software es la magia que transforma esos recursos en elementos utilizables que, en última instancia, emplean los servicios encargados de proteger y distribuir aplicaciones a través de Internet a todas horas, todos los días. Por eso, cuando alguien anuncia la llegada de nuevo hardware al mundo de las redes, también está anunciando nuevo software. Porque, sin el software, el hardware personalizado no sirve de mucho.

Y aquí es donde la innovación cruza la frontera entre el hardware y el software. Ese software puede trasladarse desde su hardware original a hardware estándar (COTS). Es decir, a servidores de propósito general, llamados así porque no están realmente optimizados para nada, ya que tienen que ser compatibles con todo. Sin embargo, el software que antes se ejecutaba en hardware diseñado específicamente sí está optimizado, y los trucos y técnicas que los ingenieros han aprendido y perfeccionado con el tiempo también se trasladan a la versión de software.

Y muchas de ellas son, en realidad, más aplicables de lo que cabría pensar. Verá, hay chips de fabricantes como Intel que se utilizan en hardware a medida y que también están presentes en sistemas estándar. Sin embargo, en general, la mayoría del software no aprovecha las características de esos chips que mejoran el rendimiento o la capacidad porque, sencillamente, no se diseñó teniendo en cuenta ese hardware. Algunos sistemas sí se diseñaron así, lo que significa que, cuando ese software se migra a hardware estándar, conserva gran parte de sus ventajas de rendimiento y capacidad frente a otro software creado para hacer lo mismo, pero que no utiliza ese hardware especial.

El intento de resolver los problemas de rendimiento y capacidad asociados al software (allá por la década de 1990) llevó a un uso generalizado del hardware en la red, incluidas nuevas arquitecturas internas relacionadas con la forma en que los datos circulaban por el sistema. Ahora, esos trucos y técnicas se están trasladando de nuevo al software para mejorar el rendimiento y la capacidad. Cuando se encarga a alguien diseñar software de alta velocidad y gran capacidad porque no existe ninguna plataforma para el hardware para el que está desarrollando, surgen nuevas formas de hacer las cosas. Se cuestionan viejas suposiciones y se descubren mejores formas de manipular, inspeccionar y modificar los datos a medida que atraviesan el sistema. Se idean nuevos algoritmos y mejores estructuras de datos que optimizan la gestión de la memoria y el análisis de protocolos.

Aunque la mayoría de la gente no asocia el hardware con la innovación, lo cierto es que, al igual que ocurre con las matemáticas, resolver un problema en una disciplina conduce a innovaciones en otras. Es algo que vemos constantemente al migrar el software BIG-IP de nuestras plataformas de hardware personalizadas al hardware estándar utilizado en entornos de nube privada, locales y de nube pública. Esta migración requiere trabajo: el software debe adaptarse a formatos virtualizados, en contenedores y preparados para la nube. Sin embargo, las innovaciones derivadas del nuevo hardware se mantienen y permiten un funcionamiento más rápido, escalable y eficiente también en plataformas estándar.

Desarrollar nuevo hardware y adaptar el software a sus nuevas capacidades se traduce, en última instancia, en innovación en el software, tanto si este se ejecuta en hardware personalizado como en hardware estándar. Por eso resulta tan emocionante la llegada de nuevo hardware: porque es el presagio de la innovación.

Ese es el teorema de la innovación del hardware. Del mismo modo que la resolución del último teorema de Fermat impulsará nuevas innovaciones en el ámbito de las matemáticas y hará que esos avances repercutan en la criptografía y la seguridad, superar el reto de adaptar el software a nuevo hardware personalizado generará más innovaciones en ese software, cuyos efectos se dejarán sentir durante años en los centros de datos locales y en la nube.

Sobre el autor

Lori Mac VittieIngeniero distinguido y evangelista jefe | F5

Lori MacVittie es ingeniera distinguida y evangelista jefe en la Oficina del CTO de F5, y cuenta con una amplia experiencia en entrega de aplicaciones, estrategia de automatización e infraestructura. Es conocida por convertir la complejidad en claridad, ya sea definiendo mecanismos de protección para agentes de IA, analizando arquitecturas multinube frágiles o explorando los límites de los sistemas escalables. Aporta más de treinta años de experiencia en el sector en desarrollo de aplicaciones, arquitectura de TI y operaciones de redes y sistemas. Antes de incorporarse a F5, fue una galardonada editora de tecnología. MacVittie posee un máster en Informática y es una autora prolífica cuyas publicaciones abarcan la seguridad, la nube y la arquitectura empresarial. También es una apasionada de los juegos de mesa y los videojuegos, y expresa sin complejos sus firmes opiniones sobre el queso.

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