La carrera por el chip más eficiente y rápido llega a su fin

La legendaria IBM ha conseguido lo que se creía imposible: un procesador con transistores de dos nanómetros. Ese tamaño es más fino que una cadena de ADN y, según la compañía, lo hace tan eficiente que cuadruplicará la vida de batería de los teléfonos móviles, permitiendo que los usuarios solo deban cargar su teléfono cada cuatro días. La pregunta ahora es si hemos llegado al límite de la física o si será posible seguir disminuyendo el tamaño de los procesadores con los materiales actuales.

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Jesús Díaz

Es el primer chip de dos nanómetros del mundo, un logro tecnológico que hasta hace muy poco tiempo no se podía ni imaginar. A mediados de la década del 2000 creíamos que un proceso de 14 nanómetros era algo de ciencia ficción.

Pero en el 2014 se llegó a 14 nanómetros. En 2016, a 10 nanómetros. En 2018, cuando se alcanzaron los siete nanómetros, algunos dijeron que menos sería imposible sin entrar en problemas con la física cuántica, pero en 2020 comenzaron a producirse chips de cinco nanómetros, como el Apple A14 Bionic y el Apple M1, considerados como los procesadores más eficientes del mundo. Es decir, los más rápidos por vatio consumido.

Pulveriza récords

Esta nueva tecnología de fabricación de chips de dos nanómetros —que utiliza tres nanocapas de silicio— da una nueva vuelta de tuerca, consiguiendo un aumento del 45% en la eficiencia comparado con los chips más avanzados de siete nanómetros.

Desarrollado por los ingenieros de su centro de investigación en Albany, Nueva York, para sus grandes computadoras POWER, IBM afirma que su nuevo procesador pone la friolera de 50.000 millones de transistores en un chip del tamaño de una uña.

Según el gigante azul, la capacidad de añadir más transistores gracias a este proceso de fabricación permite que los diseñadores de chips puedan meter nuevas unidades de proceso especializadas que avancen la inteligencia artificial, la encriptación y la realidad aumentada.

Este gran aumento de la capacidad de proceso acelerará no solo servidores, PC y 'laptops'. IBM cuenta que, por ejemplo, los cerebros de inteligencia artificial de los coches autónomos podrán ser mucho más sofisticados y reaccionar mucho más rápidamente a la carretera.

Lógicamente, la tecnología también permitirá hacer lo contrario: mantener las mismas funciones para reducir el tamaño y el consumo drásticamente.

Además de la consecuencia de la vida de batería, el nuevo proceso de dos nanómetros también rebajará radicalmente la huella de carbono de la infraestructura de la nube. Esos centros de datos, dice IBM, representan el 1% del consumo global de energía. “Si se cambiaran esos servidores a procesadores de dos nanómetros podríamos reducir ese número significativamente”, afirma.

¿Dónde está el límite?

Tardaremos un poco más de tiempo en ver chips fabricados con este método. Quizás en 2023, como muy pronto. Compañías como TSMC —que fabrica los chips para compañías como Apple o su matriz, Nvidia— tienen planeado empezar a utilizar sus nodos de dos nanómetros en 2023.

Una vez más, hay expertos que creen que este proceso de dos nanómetros representa el verdadero límite antes de que las leyes de la física cuántica interfieran con la física electrónica. Algunos dicen que el problema está en las cargas térmicas que interfieren con los electrones transportados por el chip.

La alternativa, dicen, es cambiar de material y usar una aleación como el carburo de silicio. Sin embargo, este material es tan caro que sería imposible de usar en dispositivos de consumo. Otro comino son los chips ópticos, que usarían fotones en vez de electrones. Y luego están los procesadores cuánticos, aunque esos son harina de otro costal y todavía están muy lejos de poder domesticarse para su uso en productos de consumo.

Quizás sea posible que IBM, TSMC u otra compañía demuestre que pueden arañar unas décimas más a los dos nanómetros. Pero según las leyes de la física, a no ser que encuentren otra aleación que permita la fabricación en masa a tamaños más pequeños, parece que esta vez sí hemos llegado al fin de la carrera por la miniaturización de los procesadores.