AWS Pangkas Boros Energi: Arsitektur Jaringan Baru Klaim Hemat 40% Listrik Data Cente...

Di era di mana data terus meledak dan konsumsi energi menjadi perhatian utama, perusahaan teknologi besar seperti Amazon tak henti-hentinya mencari inovasi. Kali ini, Amazon Web Services (AWS) mengklaim telah menemukan formula ajaib untuk menghemat energi di pusat data mereka secara drastis.

Melalui arsitektur jaringan yang sepenuhnya baru, AWS dikabarkan berhasil memangkas konsumsi listrik infrastruktur jaringannya hingga 40%. Angka ini bukan sekadar janji manis; perusahaan raksasa ini mengaku telah mulai menerapkannya di banyak pusat data baru mereka sejak April lalu.

Terobosan Bernama Resilient Network Graphs (RNG)

Arsitektur inovatif ini diberi nama Resilient Network Graphs (RNG), hasil riset dari para ahli di AWS Networking Lab. Jika dibandingkan dengan desain 'fat tree' tradisional yang mendominasi pusat data modern, RNG menawarkan efisiensi yang jauh lebih superior.

Menurut data yang dirilis Amazon, RNG mampu menghasilkan peningkatan throughput sebesar 33% hanya dengan menggunakan 69% lebih sedikit router fisik. Ini berarti, semakin banyak data yang bisa dikirim dan diterima tanpa harus menambah perangkat keras yang memakan daya listrik.

"Bagi pelanggan, ini berarti infrastruktur yang lebih tangguh di balik setiap panggilan API, kueri basis data, dan pekerjaan pelatihan machine learning, tanpa perlu mengubah satu baris kode pun," ungkap para peneliti Amazon, menyiratkan manfaat langsung bagi pengguna layanan AWS.

Mengapa 'Fat Tree' Mulai Ketinggalan?

Desain 'fat tree', yang lahir dari dunia superkomputer era 90-an, memang unggul dalam skalabilitas untuk memenuhi kebutuhan bandwidth data center yang masif di awal era 2000-an. Namun, desain hierarkis ini memiliki kelemahan fundamental.

Semakin besar data center, semakin banyak perangkat switch dan kabel yang dibutuhkan untuk mempertahankan throughput. Dalam praktiknya, hal ini seringkali memaksa desainer untuk kompromi demi menekan biaya, yang pada akhirnya berujung pada kongesti jaringan yang lebih tinggi.

Solusi dari Teori Graf Acak

Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah membahas potensi topologi 'graf acak' (random graph) yang non-hierarkis sebagai alternatif. Konsep seperti ‘Jellyfish’ dari proyek universitas tahun 2012, secara teori menawarkan efisiensi yang lebih baik. Saklar-saklar terhubung secara acak dalam sebuah 'mesh' datar, menghilangkan kebutuhan lapisan routing yang bertingkat.

Topologi graf acak juga lebih toleran terhadap kegagalan. "Tidak ada satu router pun yang lebih penting dari yang lain. Kehilangan 1% router hanya mengakibatkan kerugian kapasitas sekitar 1%," jelas peneliti AWS.

Namun, tantangan utamanya adalah kerumitan kabel yang luar biasa antar saklar di jarak yang berbeda dalam data center, serta kebutuhan setiap node untuk menyimpan tabel routing yang masif. Di sinilah kecerdasan AWS bermain.

RNG: Kompromi Cerdas dengan 'Spraypoint' dan 'ShuffleBox'

Para peneliti AWS mengklaim telah mengatasi kerumitan ini dengan menciptakan algoritma routing baru bernama 'Spraypoint'. Algoritma ini menggabungkan ide dasar topologi graf acak dengan sedikit unsur hierarki 'fat tree', menghasilkan kompromi yang mereka sebut "quasi-random" atau hampir acak.

Traffic "disemprotkan" (sprayed) secara acak ke tetangga, memberikan banyak pilihan jalur menuju tujuan. Namun, saat paket mendekati tujuan, mereka diarahkan melalui saklar 'waypoint' menggunakan algoritma jalur terpendek konvensional.

Inovasi terbesar mungkin terletak pada perangkat baru yang disebut 'ShuffleBox'. Perangkat ini mengonsolidasikan kabel-kabel kompleks yang biasanya dibutuhkan dalam topologi graf acak ke dalam satu kotak, memungkinkan interkoneksi antar saklar secara acak tanpa memerlukan jalur kabel yang panjang.

Validasi dan Keterbatasan

Meskipun klaim efisiensi RNG belum diverifikasi secara independen oleh pihak ketiga, fakta bahwa AWS berencana menjadikannya arsitektur default untuk sebagian besar pusat data barunya memberikan bobot tersendiri. Pusat data quasi-random pertama mereka dilaporkan sudah beroperasi secara penuh di dekat Dublin, Irlandia, sejak akhir 2024.

Para pakar industri pun menyambut baik kabar ini. "Di seluruh industri, ada dorongan yang meningkat terhadap ekspansi data center, terkait dengan permintaan energi, penggunaan air, dan dampak komunitas lokal. Jadi, kinerja daya dan air telah menjadi dua isu terpenting yang dihadapi penyedia cloud saat ini," ujar Ryan Ries, kepala data scientist di Mission Cloud, sebuah konsultan AWS.

Amruth Laxman dari 4Voice menambahkan, kesuksesan RNG membuktikan bahwa fitur graf acak bisa diintegrasikan ke dalam jaringan data center. Namun, sifatnya yang *proprietary* (milik perusahaan) membatasi pengaruh langsungnya saat ini.

"AWS dikenal merancang sebagian besar peralatan jaringannya sendiri. Pertanyaan besarnya adalah seberapa fleksibel desain mereka. Sebagian besar pelanggan skala besar tidak mampu menyerap biaya perombakan ini, sementara AWS memiliki sumber daya yang memadai," jelas Laxman.

Memang, meng-upgrade data center yang sudah ada dengan teknologi radikal seperti ini membutuhkan biaya signifikan. Itu sebabnya AWS hanya berencana menggunakannya di pusat data baru. Jadi, untuk saat ini, jangan berharap perusahaan lain akan langsung meniru desain ini dalam waktu dekat.

Bagikan Artikel Ini

Facebook Twitter WhatsApp Pinterest