Edge Computing es conocida como la próxima gran ola tecnológica, en la que pequeños recursos de Data Center se colocan cerca de donde se producen y consumen los datos, de modo que las nuevas aplicaciones, como el Internet de las Cosas, pueden tener ventajas como una baja latencia y tiempos de respuesta rápidos.
Se supone que el Edge revolucionará el comercio minorista con aplicaciones que podrían incluir espejos inteligentes, interacciones personalizadas con los smartphones de los clientes y otras innovaciones para mejorar la experiencia del cliente en la tienda.
Si una tienda quiere desplegar estas aplicaciones, necesitará disponer de pequeños gabinetes de recursos informáticos a nivel local, en el edificio cercano a la planta de venta, para que -por ejemplo- se puedan enviar anuncios personalizados a un cliente mientras éste se encuentra todavía cerca del producto.
Gran parte del debate sobre Edge se ha centrado en la viabilidad de proporcionar suficiente conectividad de red para ofrecer este tipo de aplicaciones. Pero este enfoque podría estar pasando por alto lo que podría ser un problema aún mayor: la potencia.
"Uno de los retos del Edge minorista es la energía", afirma Henk Ijspeerd, director de cuentas clave para EMEA en Vertiv. "Si no hay electricidad en la tienda, está a oscuras. La gente no puede pagar, nada funcionará y no se hará nada, y tienes la responsabilidad de sacar a la gente de forma segura".
El problema se agrava en las tiendas modernas de autoservicio: "En el Reino Unido y Alemania ya hay tiendas de autoservicio en las que no hay personal disponible", dice. "Esto está creciendo rápidamente, por lo que la energía es cada vez más importante".
Convertirse en un almacén de energía
La energía también se convierte en algo que una tienda de alta tecnología puede ofrecer a los clientes, sugiere Iispeerd: "Cuando aparques tu coche, la tienda te identificará. Tu coche se cargará delante de la tienda porque ese es uno de los valores añadidos de la tienda".
Y la tienda también tiene un papel que desempeñar en el uso de la energía almacenada para ayudar a la red energética local, dice: "Si la red no es lo suficientemente fuerte como para soportar a todo el mundo, las tiendas pueden ser un actor importante. Pueden almacenar energía de los molinos de viento, pueden almacenar energía de los paneles solares, para apoyar el suministro de la red".
"El SAI de las tiendas puede proporcionar un buen seno sólido a la red", señala. "Es muy estable"
Entrar en el almacenamiento de energía no es sólo altruista -continúa- sino una forma de hacer frente a la normativa urbana: "Por ejemplo, ya no está permitido instalar generadores de gasóleo en las grandes ciudades, y si no te permiten instalar generadores de gasóleo, imagina que la red falla. Tu nevera se calentará y entonces tendrás que tirarlo todo. Serán cientos de miles de euros de comida por cada tienda".
Las tiendas instalarán módulos de almacenamiento de energía, dice Iispeerd. "Y los módulos pueden ser para la propia tienda, pero también para el apoyo a la red, y la carga de coches eléctricos. Ya lo veo en algunos países, y ocurrirá en todas partes".
"Sabiendo que la red es cada vez más inestable, tienen que tomar medidas", dice.
La primera señal de que esto está ocurriendo es que las tiendas están comprando SAIs más grandes, dice Iispeerd: "Está aumentando. De 1,2 a 1,7 MW, se está incrementando el número de tiendas -como puedo comprobar- en las que hacen almacenamiento de energía. No obtienen suficiente energía de la red, así que construyen estos bloques de energía en los que almacenan la energía de apoyo para crear piezas".
Los Data Center centralizados ya están siendo criticados por sus demandas energéticas, y algunos estados como Irlanda y Singapur están poniendo límites estrictos al número de instalaciones que se pueden construir, para asegurarse de que las demandas energéticas de los Data Center no hagan descarrilar los planes de descarbonización de los gobiernos.
Los recursos Edge no sustituyen a ninguna de estas instalaciones centralizadas, sino que se suman a ellas. Así, por ejemplo, una organización de venta al por menor seguirá necesitando que sus aplicaciones back-end se ejecuten en la nube o en un Data Center interno, mientras que las aplicaciones Edge operan sobre ellas.
Y aunque cada Data Center individual o dispositivo IoT puede tener una pequeña necesidad de energía, estas aplicaciones prevén un número tan grande de módulos diminutos, que está claro que el Edge sumará una demanda considerable de energía, y las autoridades tendrán que abordarla.
¿El Edge es más grande que el núcleo?
"Uno de los retos que surgen del prolífico crecimiento del Edge es la demanda de energía que alimenta la transformación", afirma Wendy Torrell, analista de investigación senior de Schneider Electric.
"El coste de la producción de energía y la necesidad de cambiar a operaciones más sostenibles ha exigido durante mucho tiempo que los diseñadores de grandes Data Centers adopten estrategias de sostenibilidad. Ahora hay que prestar la misma atención al diseño de instalaciones más pequeñas en el Edge".
Torrell parte de la suposición popular de que los centros de datos representan entre el uno y el dos por ciento del consumo mundial de electricidad. Algunas estimaciones, sin tener en cuenta el Edge, sugieren que en 2030 las TI utilizarán hasta 3000 TWh de energía.
Siguiendo un modelo de IDC, Schneider predice que el Edge está creciendo a un 11 %, mientras que los recursos centralizados son más lentos, por lo que es probable que la carga del Edge IT aumente del 34 % del total en 2021 al 56 % en 2040.
La empresa calcula que los recursos Edge serán menos eficientes (tienen un PUE más alto) que los centralizados, ya que carecen de la economía de escala. Multiplicando estos factores, obtenemos un resultado sorprendente: el Edge podría consumir un 95 % de la energía que los centros de datos centralizados.
Si nos fijamos en las aplicaciones individuales, Torrell calcula que una sola aplicación ampliamente desplegada, que podría contemplarse en un gran conglomerado minorista, podría tener un impacto global significativo.
"En el extremo, el despliegue de 100.000 Data Centers, cada uno de los cuales consume 10 kW de energía, crearía un consumo de energía de 1.000 MW sólo para la energía de TI", señala. Eso supone unos 10 TWh para las TI, y la energía total podría aumentar hasta un 50 % si asumimos un PUE de 1,5".
Muchos factores
La propia construcción de las instalaciones Edge va a tener un gran impacto en todo esto. Cuando ASHRAE, la influyente Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado, estudió las instalaciones Edge, descubrió que antes de abordar el tema de la energía, había otras consideraciones, como la fiabilidad de los sistemas.
Los Data Centers Edge se encuentran en pequeñas cajas que se abren directamente al aire exterior, en lugar de en edificios climatizados, por lo que son vulnerables a la suciedad del polvo y a las temperaturas extremas.
"Muchos elementos que no son un problema para los Data Centers de ladrillo y cemento son verdaderos problemas para los pequeños Data Centers Edge", afirma Jon Fitch, científico de datos y autor principal del boletín de ASHRAE sobre la construcción de capacidad Edge.
Algunos miembros del sector consideran que hay una única respuesta a los problemas de energía, polvo y suciedad: la refrigeración líquida.
La refrigeración líquida permite que un pequeño rack de equipos funcione sin necesidad de aire acondicionado y, al estar inmerso, no experimenta polvo en el aire.
"La inmersión líquida es especialmente adecuada para las instalaciones Edge en entornos difíciles", afirma James Weynand, de GRC, señalando que las unidades refrigeradas por líquido "son autónomas, mejoran la seguridad y protegen los equipos informáticos sensibles del polvo y otros peligros".
Y añade algunas ventajas más: "Al tener menos piezas móviles que la refrigeración por aire, se reduce la necesidad de servicio o de enviar personal al campo para reparar. Además, el largo recorrido térmico mantiene el equipo refrigerado durante más tiempo si hay un corte de energía, lo que permite mantener el servicio mientras se puede enviar personal para solucionar el problema".
Dicho de otro modo, los recursos Edge refrigerados por líquido encajan mejor en el entorno minorista, porque no golpean al cliente con el calor o el ruido.
David Craig, director general de Iceotope, añade otra consideración: el ruido. "Es probable que muchos despliegues para soportar el 5G estén en lugares densamente poblados donde la contaminación acústica es una preocupación. Con la refrigeración líquida inmersiva que funciona en total silencio, los operadores y las personas cercanas pueden estar seguros de que el ruido estará a un nivel mínimo no perturbador", indica.
Dataqube, especialista en sistemas Edge basados en armarios, ha invertido en un proveedor de refrigeración líquida, LiquidCool, para obtener los derechos de implantación de productos como la caja MiniNode Edge de LiquidCool.
Energía del dispositivo
Más allá de la energía utilizada por el recurso del Data Center Edge (o gabinetes, como probablemente serán), existe otro problema. Todos los sensores y dispositivos que se conectan a las aplicaciones Edge necesitarán ser alimentados.
Algunas aplicaciones sugieren instrumentar una gran cantidad de cosas sobre nosotros, y no necesariamente consideran cómo esos sensores mismos obtendrán su energía para operar, y para transferir datos a través de redes inalámbricas.
En el entorno de la venta al por menor, se podrían instrumentar grandes artículos de stock, o palés de mercancías, para asegurarse de que se mueven a los lugares correctos y no se exponen a temperaturas extremas u otros peligros ambientales.
La mayoría de la gente empieza con la idea de alimentar estos sensores con baterías, pero esto conlleva grandes problemas. Las baterías sólo almacenan una cantidad finita de energía, lo que significa que hay que sustituirlas. Si los sensores del IoT van a ser lo suficientemente baratos como para desplegarse en todas partes, esto impide que el personal tenga que hacer guardias periódicas para cambiar las baterías.
El personal de los comercios ya está bastante sobrecargado de trabajo como para pedirle que pase gran parte de su jornada cambiando las pilas de los palés o las estanterías del almacén.
La fuente de energía más obvia para los dispositivos es la energía solar, y artículos como los equipos de carretera suelen estar equipados con un panel solar que satisface sus necesidades de energía casi de manera indefinida.
Los equipos de venta al por menor que se encuentran en el exterior podrían estar equipados con sensores alimentados por energía solar.
Pero la captación de luz no tiene por qué depender de la luz solar directa. Amazon ha invertido en Ambient Photonics, una empresa que trabaja en la tecnología fotovoltaica de captación de energía con poca luz.
Dice que puede recoger energía en todo el espectro de luz, tanto artificial como natural.
La financiación de Amazon ayudará a Ambient a construir una fábrica de células solares de baja luminosidad, que podría producir millones de unidades al año. "El futuro del IoT y de los dispositivos conectados es la recolección de energía, y ese futuro requiere una escala masiva", dice el CEO de Ambient, Bates Marshall.
Ambient propone mandos a distancia que no necesitan pilas. La misma tecnología podría ofrecer escáneres de códigos de barras o escáneres de tarjetas de crédito que nunca tengan que recargarse.
Hay otras opciones, como la energía mecánica. Los dispositivos en un entorno vibratorio pueden recoger casi 150 mW por centímetro cuadrado, convirtiéndola en electricidad con el efecto piezoeléctrico.
Así que los sensores de una línea de producción podrían alimentarse de un entorno ruidoso. Mientras tanto, los dispositivos portátiles, como las placas inteligentes para la localización de los empleados, también podrían recoger suficiente energía de nuestros inquietos movimientos.
La energía térmica es otra posibilidad. Algunos sensores colocados en entornos calientes o fríos, para controlar el funcionamiento de hornos o frigoríficos, podrían generar energía a partir de las propias diferencias de temperatura que están midiendo.
El efecto termoeléctrico les permitiría convertir parte de esa energía térmica en electricidad.
El Edge debe alimentarse a sí mismo
Al final, la cruda realidad es que el uso de la energía se está convirtiendo en un factor crucial en todas partes. Si el Edge no puede alimentarse a sí mismo, su despliegue se retrasará o bloqueará.
Los dispositivos deben funcionar con la energía del entorno y los armarios Edge tendrán que ceñirse a un presupuesto energético mínimo, de modo que la capacidad que se ejecuta en el Edge no utilice masivamente más energía que los recursos equivalentes en el Cloud.
