Informationsstrømmen er i eksplosiv vækst. Verdens befolkning genererer ca. 2,5 mio. terabyte data hver eneste dag, og med forventet flere hundrede milliarder flere elektroniske enheder koblet til internettet inden for det næste årti vil det tal kun stige.
Men det er ikke kun det voldsomt stigende antal forbundne enheder, der udgør en veritabel flodbølge af data. Kunstig intelligens, maskinlæring og cyber-fysiske systemer bidrager også i vid udstrækning til datastrømmen.
Foto: Peer Klercke
Med den eksplosive vækst i data følger et stigende energiforbrug, foranlediget af udbygningen af tilstrækkelig infrastruktur. Elforbruget for netværk og datacentre stiger tre gange så hurtigt som det gennemsnitlige elforbrug og kan potentielt tegne sig for en femtedel af det samlede globale forbrug af elektricitet inden 2030.
Jagten på energi-effektivitet er derfor ganske reel, og en af løsningerne er at forsøge at reducere højden af disse data-flodbølger ved hjælp af nye komprimeringsteknologier.
– Vi står på en ø midt på havet, hvor større og større tsunamier nærmer sig fra alle sider, siger Daniel Lucani Rötter, der netop er udnævnt professor på Institut for Elektro- og Computerteknologi på Aarhus Universitet. Han forsker i at komprimere, transportere, lagre og sikre data og er dermed en af dem, der forsøger at dæmme op for den syndflod af data, der allerede er begyndt at skabe flaskehalse på nettet.
– Mængden af data bliver kun værre end i dag, og nye komprimeringsteknologier er et nødvendigt redskab til at nedbringe effekten af stigende datatrafik. Vi er allerede ved at udvikle sådanne nye teknologier, der udnytter data-sammenfald og -korrelationer på tværs af kilder, og som kan håndtere nye datatendenser og -egenskaber, herunder IoT, cyber-fysiske systemer og maskinlæring. Det bliver et vigtigt redskab til at dæmpe effekten af disse tsunamier, fortsætter han.
I samarbejde med andre forskere fra Aarhus Universitet, Massachusetts Institute of Technology (MIT), universitetet i Neuchâtel, Schweiz, og Boston University har professoren været frontløber inden for en kompressionsteknologi kaldet Generalized Deduplication, som leverer hurtig adgang til data egnet til sensorer, servere og netværksswitche. Desuden giver teknologien mulighed for at komprimere på tværs af data fra meget forskellige enheder uden koordinering og dermed udnytte dataligheder mellem dem.
– Et eksempel: Hvis du har millioner af smarte målere i et land, vil man finde mønstre i data for hver husstand og på tværs af husstande i løbet af året. Folk vågner op på ca. samme tidspunkter, tænder lyset på ca. samme tidspunkter, tager på ferie på ca. samme tidspunkter osv. Sådanne sammenfald i data bliver ikke udnyttet i nuværende komprimeringsmetoder på grund af målernes begrænsede hukommelse og kapacitet. Men det kan vores nye metode, selv uden at skifte selve målerne, forklarer professor Rötter.
Teknologien gør brug af såkaldt de-duplikering, der grundlæggende handler om at indeksere og identificere ligheder i datafragmenter, således at man kan fjerne al redundans i data.
Det, der gør fremgangsmåden unik, er, at det er muligt læse det komprimerede indhold og endda udføre dataanalyse og maskinlæring direkte på komprimerede filer. Nuværende metoder kræver, at systemet dekomprimerer filen som helhed, før man kan få adgang til filens indhold.
– Det sætter os i stand til at nøjes med at dekomprimere de data, der er interessante. Og det kan få stor betydning for databehandlingshastighed, datatilgængelighed og hele infrastrukturen for cloud-baseret lagring, siger han.
Endelig kan teknologien implementeres i nyere, hurtige switche til komprimering af data i selve netværket, såkaldt In-network Compression. Resultatet er komprimering med forbindelsens hastighed (10 til 100 gange hurtigere end de hurtigste nuværende algoritmer), højt komprimeringspotentiale (svarende til state-of-the-art) og blot nano- eller mikrosekund-forsinkelser for at udføre komprimeringen, hvilket tidligere var fuldstændig uhørt.
Daniel Lucani Rötter er født og opvokset i Caracas, Venezuela. Han er uddannet elektronikingeniør fra Simón Bolívar universitetet, og flyttede senere til USA, hvor han tog en ph.d. fra MIT i elektroteknologi i 2010. Han kom til Aalborg Universitet i august 2012, og blev ansat som lektor på Aarhus Universitets daværende Institut for Ingeniørvidenskab i 2017.
Ud over at være professor er han i dag viceinstitutleder for talentudvikling og ekstern funding og sektionsleder for forskningssektionen Kommunikation, Kontrol og Automation på Institut for Elektro- og Computerteknologi.
Professor Rötter er involveret i flere videnskabelige projekter, bl.a. det internationale Horizon 2020-fundede IoTalentum, der går ud på at uddanne unge forskere inden for IoT. Han er ligeledes chefforsker i cybersikkerheds- og cloud-storage-virksomheden Chocolate Cloud, som han selv har været med til at starte op i 2014.
