Por qué la nube pública está adoptando las FPGA y tú también deberías hacerlo

En caso de que no hayas visto el anuncio en medio de la avalancha de anuncios y lanzamientos dirigidos al consumidor durante la temporada navideña de 2016, Amazon causó un gran revuelo cuando anunció que estaba adoptando el hardware. Como señaló Deepak Singh, gerente general de la división de contenedores y HPC de AWS: “Existe una cierta escala donde el hardware y la infraestructura especializados tienen mucho sentido y, para quienes necesitan una infraestructura especial, creemos que los FPGA son una opción clara”.

Singh describe una serie de “casos de uso” en los que dicha “infraestructura especial” es particularmente útil, incluidos la seguridad y el aprendizaje automático, al tiempo que destaca el uso más extendido de hardware especializado en la actualidad: la aceleración de gráficos.

El uso de FPGAs y hardware especial, a menudo llamado construido específicamente o hecho a medida, no es nuevo ni siquiera en el centro de datos. Las ventajas de cablear ciertas funciones son bien conocidas. Un conmutador de red es en esencia un dispositivo de hardware especialmente diseñado. Realiza un conjunto de cosas y las realiza a alta velocidad y a gran escala. El uso de FPGAs tampoco es algo inusual en los centros de datos. Muchos dispositivos de seguridad, en particular aquellos dedicados a la protección DDoS, emplean FPGAs configurados específicamente para realizar con gran rapidez y a la escala requerida la inspección del tráfico entrante necesaria para detectar y rechazar ataques DDoS entrantes.

Existen mercados enteros que ofrecen chips y placas diseñados para manejar la complejidad asociada con el procesamiento criptográfico necesario para SSL y TLS, ambos utilizados para proteger aplicaciones web y API, permitir el acceso remoto y proteger conexiones con la nube. A medida que las amenazas han evolucionado y las soluciones de seguridad se han adaptado para enfrentarlas, la necesidad de dicho procesamiento criptográfico específico a través de hardware se ha vuelto invaluable para garantizar la velocidad y la escala necesarias para seguir siendo competitivo y al mismo tiempo proteger los datos confidenciales de los consumidores y las empresas.

El hilo conductor entre el uso tradicional de hardware y FPGAs con el de la nube pública es la escala, es decir, la capacidad. Pero también hay consecuencias en términos de rendimiento y costos (del tipo positivo) que hacen que el uso de hardware sea atractivo para los proveedores de nube pública. El uso de FGPAs ( en particular, aquellos que son reconfigurables por sus usuarios) y hardware en realidad tiene tres beneficios distintos (pero relacionados) que los convierten en una buena opción para la nube pública y deberían ser motivo para considerar lo mismo para sus iniciativas de nube privada (o centro de datos tradicional).

1. Velocidad. La capacidad del hardware para realizar una función más rápida y con menos recursos es indiscutible. Se puede ejecutar una función cableada sin la latencia interna necesaria para cargar y ejecutar el código necesario para replicar la función en el software. Un hardware especialmente diseñado puede ejecutar las funciones matemáticas altamente complejas requeridas para el cifrado y descifrado más rápido que el repartidor de Jimmy John’s. No estoy bromeando.

Para las empresas y la nube privada, esto significa aplicaciones más rápidas para los clientes, lo que mejora las tasas generales de participación (y, se espera, la conversión), lo que genera mayor satisfacción y, a nivel interno, productividad. La velocidad ayuda a abordar uno de los tres componentes principales del riesgo operativo : el rendimiento.

2. Escala. La escala, como señala Singh, es uno de los principales impulsores de la investigación y adopción de FPGA y hardware diseñado específicamente para ese fin. Esto se debe, en parte, a la velocidad. Imagine un servidor similar a una mesa con un número limitado de sillas (capacidad). Cuanto más rápido pueda alguien sentarse a comer, más gente podrá ser alimentada. La misma relación existe entre la capacidad de conexión (que determina cuántos usuarios pueden ser atendidos por un solo recurso) y la velocidad con la que se ejecutan las transacciones. Ayudar a aumentar la escala es lo que la industria llama “descarga”. La descarga es una forma sencilla de describir el cambio de la carga de procesamiento de las CPU de propósito general a hardware especialmente diseñado, lo que deja recursos computacionales generales disponibles para procesar otras funciones, aumentando así la velocidad general y, por ende, la capacidad.

Para las empresas y la nube privada, esto significa hacer más con menos, lo que permite que la TI crezca de forma menos disruptiva junto con el negocio y reduce la complejidad de las redes necesarias para respaldar ese crecimiento.  La escala ayuda a evitar uno de los tres componentes principales del riesgo operativo: la disponibilidad.

3. Costo. Al mejorar la velocidad y la escala, se reduce el coste por transacción (y, por tanto, por usuario).  Reducir los costos significa un retorno de la inversión más rápido, pero más importante aún, reduce el costo por cliente (y, a la inversa, mejora los ingresos por usuario). Los proveedores de servicios saben que esto afecta los indicadores clave de rendimiento como ARPU (ingresos anuales por usuario). Un proveedor de nube, que también depende del volumen (escala) para generar ganancias, sabe que aumentar el ARPU es una parte importante del negocio.

Para las empresas y la nube privada, esto significa mejores márgenes en las ventas digitales de cara al cliente y un excelente puntaje en el análisis de costo-beneficio cuando se compara con el aumento de la productividad de las aplicaciones internas.

No hace falta decir que el uso de FPGAs y soluciones especialmente diseñadas para abordar la necesidad de seguridad también hace que las aplicaciones sean más seguras. Que aborda el tercer componente del riesgo operacional: la seguridad. La ventaja del hardware es que lo hace sin sacrificar la velocidad (de hecho, puede hacer que las aplicaciones sean más rápidas) ni la escala. A medida que construye su propia infraestructura de nube privada, considere hardware especialmente diseñado y plataformas habilitadas para FPGA como un camino hacia un entorno más sólido.