Cómo una mejor compresión de datos permite ahorrar energía

¿Sabía que en 2025 se prevé que la esfera de datos global alcance más de 180 zettabytes? La gestión de esta montaña de datos en constante crecimiento requiere un consumo energético significativo y contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero. La compresión de datos, un proceso que consiste en reducir el tamaño de los archivos de datos, desempeña un papel crucial para abordar este reto. Al minimizar la cantidad de datos que hay que almacenar y transmitir, la compresión de los datos puede generar un ahorro energético significativo. 

En este artículo, exploraremos el concepto de compresión de datos, sus beneficios y cómo la implementación de técnicas de compresión de datos eficientes puede contribuir tanto al ahorro energético como a la mejora de la eficiencia operativa.

¿Qué es la compresión de datos?

La compresión de datos es una técnica utilizada para reducir el tamaño de los archivos de datos, lo que hace que sean más fáciles de almacenar y transmitir. Mediante el uso de técnicas como la codificación delta, el objetivo principal de la compresión de datos es minimizar la cantidad de espacio necesario para almacenar los datos y el ancho de banda necesario para transmitirlos sin comprometer la calidad o la integridad de la información original o con una compensación de calidad aceptable.

Tipos de algoritmos de compresión de datos

Actualmente se utilizan dos tipos principales de algoritmos de compresión de datos: algoritmos de compresión sin pérdidas y sin pérdidas.

• Compresión sin pérdidas: Este tipo de algoritmo de compresión permite que los datos originales se reconstruyan perfectamente a partir de los datos comprimidos. Los algoritmos comunes incluyen ZIP, GZIP y PNG. La compresión sin pérdidas funciona identificando y eliminando redundancias en los datos. Por ejemplo, un archivo de texto que contenga frases repetitivas puede comprimirse sustituyendo esas repeticiones por códigos más cortos. Esto reduce el tamaño del archivo y los marcadores de posición pueden sustituirse más tarde sin ninguna pérdida de calidad.
• Compresión con pérdida: Este tipo reduce el tamaño de los datos al eliminar permanentemente cierta información, especialmente los datos redundantes o no esenciales. Esto puede dar lugar a una ligera pérdida de calidad, pero a menudo en un grado que es imperceptible para el ojo humano. Los algoritmos comunes incluyen JPEG para las imágenes, MP3 para el audio y MP4 para el vídeo. La compresión con pérdida consigue unos tamaños de archivo más pequeños al descartar la información que se considera menos importante para el usuario humano.

Ventajas de la compresión de datos

Independientemente del tipo de algoritmo de compresión de datos que utilice, el tamaño del archivo/datos original se reduce, lo que proporciona muchas ventajas, incluidas:

• Eficiencia del almacenamiento: Los archivos comprimidos ocupan menos espacio en los dispositivos de almacenamiento, lo que permite almacenar más datos en el mismo espacio físico.
• Eficiencia de la transmisión: Los archivos comprimidos requieren menos ancho de banda, lo que permite unas velocidades de transferencia de datos más rápidas y una menor congestión de la red.
• Ahorro de costes: Al reducir las necesidades de almacenamiento y transmisión, la compresión de datos puede reducir los costes asociados con la gestión de los datos.
• Copia de seguridad y archivado mejorados: La compresión de los datos puede reducir significativamente el tiempo y el almacenamiento necesarios para las copias de seguridad y el archivado de los datos críticos.
• Procesamiento más rápido: En algunos casos, los datos comprimidos pueden dar lugar a unos tiempos de procesamiento más rápidos para las aplicaciones que necesitan acceder y analizar la información. Esto se debe a que hay que mover menos datos durante el procesamiento.

Consumo energético en el almacenamiento de datos

Los sistemas de almacenamiento de datos, incluidos los centros de datos y los servicios de almacenamiento en la nube, consumen mucha energía. Esto se debe a la potencia necesaria para los servidores, al mantenimiento de unas temperaturas de funcionamiento óptimas para el hardware y a la gestión de los procesos de redundancia y copia de seguridad de los datos.

Según un informe de Newmark , el consumo energético de los centros de datos en los Estados Unidos alcanzará los 35GW en 2030. Con el reciente auge de la informática en la nube y la inteligencia artificial, esta cifra ha aumentado significativamente.

La implementación de técnicas de compresión de datos puede reducir significativamente este consumo energético y su impacto medioambiental. Por ejemplo, una empresa que adopte una compresión de datos eficiente para sus soluciones de almacenamiento podría reducir potencialmente su consumo energético hasta en un 40%. Según la estimación, las prácticas generalizadas de compresión de datos podrían reducir millones de toneladas de emisiones de CO2 anualmente.

Cómo la compresión de datos reduce el consumo energético

Un ejemplo notable del impacto de la compresión de datos en el consumo energético es el algoritmo de compresión Brotli de Google, introducido en torno a 2016. Brotli consigue unas ratios de compresión más altas que los algoritmos anteriores, como Gzip, lo que permite cargar más rápidamente las páginas y reducir la transferencia de datos. Esto no solo mejora la experiencia del usuario, sino que también genera un ahorro energético significativo. Según Google, el uso de la compresión Brotli puede reducir el uso de datos hasta un 20%, lo que genera un ahorro energético proporcional en la transmisión de datos.

Al igual que Brotli, la compresión de datos puede ayudar a reducir el consumo energético en los sistemas de almacenamiento de datos de varias maneras, entre ellas:

• Menor espacio de almacenamiento: Los datos comprimidos requieren menos espacio de almacenamiento físico, lo que significa que se necesitan menos dispositivos de almacenamiento. Esto reduce el consumo energético para alimentar y enfriar el hardware de almacenamiento.
• Gestión eficiente de los datos: Los archivos de datos comprimidos son más fáciles y rápidos de gestionar de varias maneras. Son más rápidos de recuperar y necesitan menos ancho de banda para transferirse entre redes, lo que reduce el consumo energético durante la transmisión de datos.
• Mayor vida útil del hardware: Al minimizar la cantidad de datos que hay que almacenar, la compresión de datos puede reducir el desgaste de los dispositivos de almacenamiento, lo que se traduce en una mayor vida útil del hardware y en unas sustituciones menos frecuentes. Esto puede reducir el impacto medioambiental del hardware desechado.

Ventajas de una mejor compresión de datos

Además del ahorro energético y otras ventajas que ya hemos comentado, la implementación de técnicas eficientes de compresión de datos también puede ofrecer las siguientes ventajas:

• Rendimiento mejorado: Los archivos de datos comprimidos son más rápidos de transmitir y procesar, lo que mejora el rendimiento del sistema y acelera los tiempos de respuesta de las aplicaciones. Unos tiempos de procesamiento de datos más rápidos pueden dar lugar a unos plazos de entrega más rápidos para tareas como el análisis de datos y la generación de informes.
• Sostenibilidad medioambiental: La reducción del consumo energético mediante la compresión de los datos contribuye a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, lo que respalda los objetivos de sostenibilidad corporativa.
• Escalabilidad: La compresión eficiente de los datos permite que las empresas escalen sus operaciones de datos de manera más efectiva. Los archivos de datos comprimidos requieren menos espacio de almacenamiento físico, lo que permite que las empresas almacenen más datos en la infraestructura existente antes de tener que invertir en hardware de almacenamiento adicional.

Posibles inconvenientes

Si bien la compresión de datos ofrece muchos beneficios, no está exenta de posibles inconvenientes, incluidos:

• Gastos generales de procesamiento: Para comprimir y descomprimir los datos se necesitan recursos computacionales, lo que puede introducir gastos generales de procesamiento. Sin embargo, el hardware moderno suele ser lo suficientemente potente como para manejar las tareas de compresión de manera eficiente. Los avances en la compresión asistida por hardware también pueden minimizar el impacto en la potencia de procesamiento.
• Pérdida de calidad: En la compresión con pérdidas, hay una compensación entre el tamaño del archivo y la calidad de los datos. Esto puede no ser aceptable para todos los tipos de datos. Es importante elegir el algoritmo de compresión adecuado en función del tipo de datos específico y de la pérdida de calidad aceptable.
• Complejidad: La implementación y la gestión de las técnicas de compresión de datos pueden añadir complejidad a los procesos de gestión de datos. Sin embargo, muchas soluciones de almacenamiento modernas ofrecen características de compresión integradas, lo que simplifica el proceso para las empresas.

Notas finales

La compresión de datos es una herramienta potente para gestionar el volumen creciente de datos en el panorama digital actual. Al reducir el tamaño de los archivos de datos, la compresión de los datos ayuda a minimizar los requisitos de almacenamiento y transmisión, lo que genera un ahorro energético significativo. Estos ahorros energéticos se traducen en reducciones de costes, un rendimiento mejorado y beneficios ambientales.

Para las empresas que buscan soluciones avanzadas de compresión de datos, Pure Storage ofrece productos innovadores como FlashArray™ y FlashBlade®, que proporcionan unas capacidades de reducción y deduplicación de datos líderes en el sector. Estas soluciones pueden ayudar a su empresa a lograr un ahorro energético y de costes significativo, mejorando al mismo tiempo la eficiencia y el rendimiento de sus sistemas de almacenamiento y transmisión de datos.