AWS substituiu redes de datacenter em fat-tree por um grafo quase aleatório — e o implantou

Desde meados da década de 1980, as redes de datacenter são construídas como hierarquias 'fat-tree': os dados sobem e descem por camadas empilhadas de switches, e a cabeação é um dos maiores custos — só os datacenters da Amazon são conectados por 20 milhões de quilômetros de fibra. Topologias de grafo aleatório como a proposta 'Jellyfish', de 2012, prometiam um pool flexível de capacidade, mas não escalaram porque o roteamento é mais difícil e os pontos de extremidade dos cabos são escolhidos aleatoriamente.

A partir de 2023, uma equipe da AWS que incluía os Amazon Scholars Ratul Mahajan e Seshadhri Comandur buscou o 'santo graal': plano, eficiente, resiliente a falhas e com pouca cabeação. O autor principal, Giacomo Bernardi, tentou primeiro mosaicos de Penrose — um padrão aperiódico repetitivo —, mas a rede simulada era não confiável; os resultados só melhoraram quando as partes estruturadas foram substituídas por aleatoriedade. 'Abraçamos o caos e adotamos uma abordagem quase aleatória', disse ele à WIRED.

O obstáculo — quem cabeia um grafo aleatório? — foi respondido com o ShuffleBox, um dispositivo óptico que a Amazon construiu e que mistura conexões entre roteadores internamente, transformando o caótico ninho de cabos do fat-tree em ondas organizadas. A AWS implantou o RNG pela primeira vez em um datacenter de Dublin em 2024, depois na Alemanha e na Espanha, e afirma que a maioria dos datacenters recém-construídos agora o recebe. O vice-presidente Matt Rehder alega 69 por cento menos roteadores e switches, 33 por cento mais throughput, 40 por cento menos energia de rede e 27 por cento menos custos operacionais.

O coautor do Jellyfish e professor da UIUC Brighten Godfrey, não envolvido no trabalho, chama de 'notável' o uso no mundo real de grafos de rede aleatórios. Notavelmente, a AWS não está propondo o RNG para clusters de treinamento de IA — o tráfego coordenado de treinamento não se aproxima de um grafo aleatório; trata-se de arquitetura de nuvem cotidiana. O design está detalhado no artigo de abril de 2026 'RNG: Flat Datacenter Networks at Scale'.

Substituir a hierarquia fat-tree por um grafo quase aleatório — um pool plano de caminhos — e construir um dispositivo ShuffleBox para domar a cabeação aleatória que afundou tentativas anteriores.

Os números de desempenho são alegações da AWS, mas a implantação é verificável: primeiro Dublin em 2024, depois Alemanha e Espanha, agora padrão em novas construções.

Um especialista independente da pesquisa original sobre grafos aleatórios chama o uso em produção de 'notável'.

O ShuffleBox reenquadra o ponto de falha como um problema de hardware, e é por isso que a ideia de 2012 finalmente escalou.

Os números miram o verdadeiro centro de custo do setor — switches, fibra e a energia que consomem.

A ideia esperou 14 anos (Jellyfish, 2012) por hardware que absorvesse a bagunça operacional. Quando uma arquitetura engenhosa falha na prática, automatize a parte que os humanos não conseguem manter.

Em maio de 2026, o RNG roda em produção nos datacenters da AWS na Irlanda, Alemanha e Espanha e está sendo instalado na maioria dos datacenters recém-construídos; a equipe publicou o design em abril de 2026 e afirma que ninguém mais fez isso em escala. A AWS ainda não posiciona o RNG para clusters de treinamento de IA.