Por Nilesh Narayan, director de marketing del segmento de servidores de Lattice Semiconductor

La tecnología, y el panorama de los centros de datos en particular, ha experimentado una gran cantidad de cambios en años anteriores. Específicamente, el auge de IoT y 5G ha creado una demanda de inmensas capacidades de procesamiento y ha agregado presión a los servidores como nunca antes y, aún más, la computación cuántica se perfila para estar en línea a fines de la década, lo que obligará a los diseñadores de sistemas a mantener cumplir con estas demandas de la manera más segura y eficiente posible.

Sin embargo, a medida que el panorama de los centros de datos se vuelve más concurrido, los servidores en la nube y los sistemas informáticos perimetrales se vuelven más populares. Si bien estos sistemas son un paso en la dirección correcta, también requieren mayor seguridad y eficiencia energética.

Para satisfacer estas necesidades, los FPGA se han convertido en la herramienta de elección: son seguros, de bajo consumo y también mejoran el rendimiento general del sistema.

FPGA y resiliencia cibernética

En los últimos años, el 83% de las empresas han sufrido ataques de firmware, y algunas ni siquiera saben que han sido atacadas. Está claro que, con el crecimiento de los servidores en la nube y los sistemas informáticos perimetrales, ya no se trata de si las organizaciones experimentarán un ataque, sino de cuándo. Por lo tanto, asegurarse de que las herramientas que está utilizando sean seguras es primordial.

En primer lugar, para que un centro de datos sea resistente a los ciberataques, debe contar con medidas proactivas para proteger los datos. Una vez implementadas esas medidas, se trata de detectar ataques entrantes y recuperarse de ellos mientras se mantienen los requisitos de nivel de servicio del centro.

Los FPGA son una herramienta útil aquí, ya que proporcionan Hardware Root of Trust (RoT) que utiliza Platform Firmware Resilience (PFR) para proteger, detectar y recuperar en tiempo real. Además, los FPGA no solo detectan si hay malware o si un sistema está siendo atacado, sino que monitorean el tráfico de manera proactiva e identifican situaciones no autorizadas en tiempo real. Si un ataque al firmware tiene éxito, los dispositivos flash en la FPGA pueden cargar una imagen del firmware autorizado, anular la versión no autorizada y garantizar la recuperación del sistema.

Más allá de estas capacidades resilientes ya integradas, la capacidad de actualización de campo de los FPGA permite a los arquitectos de sistemas implementar actualizaciones sin necesidad de una cinta completamente nueva, así como nuevas vulnerabilidades de seguridad encontradas después de bloquear un diseño.

FPGA y eficiencia energética

A medida que crece la cantidad de servidores informáticos en la nube y Edge, se debe priorizar la administración eficiente de la energía no solo para mantener bajo control el costo de la energía, sino también para impulsar la sostenibilidad para el futuro. De hecho, el consumo de energía del servidor y los sistemas de enfriamiento constituyen la mayor parte del uso directo de electricidad en los centros de datos de EE.UU.

Los FPGA están diseñados para la eficiencia energética, sirviendo como una base sólida para que los diseñadores de sistemas ayuden a consumir significativamente menos energía en comparación con dispositivos similares. Esto se debe a las capacidades de procesamiento en paralelo de los FPGA: en lugar de depender de un microcontrolador o microprocesador que consume mucha energía, los FPGA pueden procesar varias funciones informáticas a la vez (también conocidas como en paralelo), consolidando así las funciones para hacer más con menos energía.

Por ejemplo, la funcionalidad BMC y otros componentes ahora se pueden consolidar en FPGA, brindándoles más funcionalidad en el mismo paquete pequeño de bajo consumo. Además, los FPGA se pueden programar con algoritmos de ventilador adaptables y capacidades de mantenimiento predictivo para aumentar o disminuir los ventiladores de enfriamiento según sus cargas de trabajo para que la energía se use de manera eficiente. El control inteligente de ventiladores también podría monitorear la vida útil de los propios ventiladores para realizar un seguimiento de cuándo deben reemplazarse antes de que se apaguen por completo y ajustar la distribución de energía si otros ventiladores necesitan tomar el relevo. Esto ayuda a reducir el tiempo de inactividad esperado en un entorno de centro de datos.

Los beneficios de los FPGA no solo son importantes cuando se trata de impulsar la sustentabilidad, sino que también son valiosos para la operación general de los centros de datos. Además del riesgo de ataques maliciosos, los fenómenos meteorológicos extremos son una de las principales causas de interrupciones e interrupciones. De hecho, el 45 por ciento de los centros de datos en los EE.UU. informan que han experimentado un evento que amenazó su capacidad para operar. Los FPGA permiten a los diseñadores de sistemas tener en cuenta todos los vectores de amenazas, ya que ofrecen en estos entornos hostiles con su resiliencia SEU (alteración de evento único) inherente, soluciones criptográficas no volátiles de un solo chip y un amplio rango de temperatura de funcionamiento de -40 °C a 125 °C para el desarrollo de soluciones de centro de datos de última generación.

FPGA y el futuro de los centros de datos

Impulsar la resiliencia cibernética y la eficiencia energética son los primeros pasos críticos para mejorar los centros de datos. Sin embargo, el rendimiento operativo general también es crítico, particularmente porque los centros de datos se están volviendo más importantes que nunca con la afluencia de necesidades de procesamiento.

Los FPGA también pueden desempeñar un papel fundamental aquí, ya que pueden descargar de manera efectiva las cargas de trabajo que normalmente procesa la CPU, liberándola para asignar sus recursos de manera más eficiente y acelerar las capacidades de procesamiento de los centros.

Es poco probable que el crecimiento de la tecnología se desacelere en el corto plazo, particularmente a medida que cosas como 5G y la computación cuántica se vuelven más comunes y, como tal, es necesario que los centros de datos estén equipados para mantenerse al día con los cambios.

El auge de los servidores en la nube y los sistemas informáticos perimetrales es enormemente útil para el procesamiento, pero también requiere una mayor seguridad y eficiencia energética. Afortunadamente, los FPGA son la herramienta ideal no solo para aumentar la resiliencia cibernética, sino también en formas de menor potencia mientras ayudan a mejorar el rendimiento general del sistema. Los FPGA pueden generar una nueva era para los centros de datos, una con mayor seguridad, eficiencia, sostenibilidad y capacidades.