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GRAN HITO: Crean chip que reemplaza alambres eléctricos por lásers
eliax id: 10725 josé elías en oct 21, 2013 a las 12:10 AM (00:10 horas)
FotónicaEsta noticia de hoy, que algo me dice no será cubierta como debe por los medios tradicionales, es algo de increíble importancia, y ojalá mis palabras acá en eliax le hagan justicia...

Sucede que como muchos ya habrán notado, el poder computacional de todos nuestros dispositivos electrónicos aparenta seguir incrementando constantemente, año tras año, en donde un solo celular inteligente promedio hoy día es muchísimo más potente que todas las supercomputadoras del mundo de hace apenas pocas décadas atrás.

A ese fenómeno se le llama La Ley de Moore, acuñada por el co-fundador de Intel, Gordon E. Moore, quien notó que el diseño de los circuitos electrónicos aparentaban seguir un patrón en donde cada 18 meses estos duplicaban su poder, algo que sorprendentemente se ha mantenido cierto desde los años 1960s hasta nuestros días.

Sin embargo, en años recientes ha habido una preocupación entre los científicos e ingenieros, pues si continuábamos con técnicas tradicionales de reducir el tamaño de los transistores en los chips, íbamos a llegar eventualmente casi al tamaño mismo de los átomos para los transistores, sin poder reducir el tamaño aun más, así como tener que lidiar con otros problemas que conlleva crear circuitos tan pequeños (por ejemplo, a esas escalas tan pequeñas, las señales eléctricas que viajan por los "micro-alambres" que conectan los transistores empiezan a interferir eléctricamente unas con otras debido a efectos cuánticos).

O en otras palabras, mucho pronosticaban que nos acercábamos "al fin de la Era de la Ley de Moore", cosa que unos otros cuantos (al grupo que me subscribía) no estábamos tan seguros, pues el ingenio humano siempre tiene una nueva forma de lidiar con barreras, así como también sabemos matemáticamente que nos falta bastante para llegar a minar los límites computacionales de la naturaleza.

Y efectivamente, los ingenieros se idearon algo: En vez de hacer circuitos más pequeños, empezamos a crear varios "núcleos" de procesadores en el mismo chip, y hacer que estos funcionen en paralelo.

De ahí que el CPU promedio de hoy día tenga entre 2 y 8 núcleos, y que los GPUs (los chips de gráficos) tengan literalmente cientos de ellos.

Pero, esa técnica de utilizar computación en paralelo también tiene sus límites (pues hay que crear más complejidad en circuitos para lidiar con el paralelismo, como hace 4 años les expliqué en este artículo que recomiendo leer acá mismo en eliax).

Y la pregunta era ¿ahora que estamos casi en los límites de la miniaturización, y en los límites del paralelismo, cómo podemos seguir duplicando el poder de computación cada cierta cantidad de tiempo?

Y la respuesta viene en torno a la noticia que les traigo hoy...

Un equipo de científicos de la University of Colorado Boulder, del MIT (Massachusetts Institute of Technology) y de la empresa Micron Technology, han logrado demostrar que es posible fabricar dentro de un solo chip, moduladores y demoduladores que permiten convertir de forma eficiente entre electricidad y luz.

¿Qué significa eso? Que ahora, en vez de tener transistores que se comunican ente sí por medio de micro-alambres electrificados, ahora estos se pueden comunicar con el equivalente a ultra-diminutos rayos láser por medio óptico.

Y eso tiene un par de muy grandes ventajas...

La primera es que el utilizar luz en vez de electricidad reduce enormemente el consumo energético de los chips, lo que significa que podemos hacerlos mucho más densos, y utilizando mucho menos energía, lo que significa de por sí un incremento sustancial en rendimiento (muchísimo más que "el doble" que se espera cada 18 meses, más bien hablamos de unas 10 veces mejor rendimiento como poco).

Y la segunda gran ventaja es que a diferencia de pequeños cables eléctricos que están constantemente interfiriendo unos con otros cuando estos están muy cerca unos de otros, una señal óptica no sufre de problemas de interferencias en estos casos. Y como si fuera poco, a diferencia de estos micro-alambres que solo llevan un voltaje a la vez de un lugar a otro, una señal óptica puede cargar en sí misma al menos 1,000 canales simultáneos de información, lo que significa no solo un incremento de tres órdenes de magnitud en rendimiento de comunicación y procesamiento interno en el chip, sino además que ahora se pueden crear circuitos muchísimo más densos también, ya que se necesitarían menos canales de comunicación entre distintos grupos de transistores.

En esencia, hablamos de que esto tumba las puertas para la creación de chips que al mediano plazo nos traerán circuitos que serán decenas de miles de veces más potentes que los de hoy día, y con mucho menos consumo energético.

Sin embargo, asumo que al menos unos cuantos ingenieros eléctrónicos estarán a punto de escribirme en los comentarios cosas como "¡pero chips fotónicos los tenemos desde hace al menos una década!", y la respuesta a eso es que eso es solo parcialmente cierto...

Hoy día el campo de la fotónica (así se le llama a la industria de circuitos que utilizan luz en vez de electricidad, o electrónica) en realidad solo es utilizado de forma limitada en equipos de telecomunicaciones, y casi exclusivamente en entornos fuera de chips, específicamente para convertir señales de fibras ópticas a eléctricas (como funciona la mayor parte del Internet hoy día). Pero esto no tiene nada que ver con el avance que explico hoy (aunque se beneficiará ampliamente también).

Por otro lado, se han creado anteriormente chips fotónicos, pero utilizando procesos de fabricación bastante exóticos que requerirían literalmente reemplazar cientos de miles de millones de dólares en equipo industrial para fabricarlos, y aun así, con todo tipo de problemas de economía de escala.

Por lo que la otra gran noticia "de bono" que les traigo hoy, es que este nuevo proceso de crear chips fotónicos utiliza exactamente las mismas maquinarias que se utilizan hoy día para crear chips electrónicos, lo que significa que el proceso de adaptación variaría entre casi nulo a irrelevante, lo que abre las puertas a que las mayores empresas de fabricación de chips por fin entren al mundo de la fotónica.

Así que como pueden ver, esta noticia verdaderamente es un gran hito, aun muchos nunca lo notarán mientras sus dispositivos continúen poniéndose cada vez más veloces y eficientes...

autor: josé elías

Comentarios

  • Esto es algo increíble, ni me puedo imaginar el poder que tendrá mi celular dentro de 20 años!

    • Quizá tu seas la herramienta del celular.

    • Interesante, no sabia que los dos fundadores de Intel eran quimicos, me los imaginaba ingenieros electricos, ingenieros quimicos, fisicos (bueno, Moore tiene un PhD en Quimica y Fisica) o algo simialar...

      Soy quimico y me gusta la computacion, son mis dos areas predilectas desde la secundaria... A ver si me entro a el sector de computacion o hardware en el futuro, nunca sabemos lo que nos espera o que caminos tomaremos.

      • Bueno Robert Noyce era matematico... Al parecer el fue el cerebro tras el microprocesador y a su lado Marcian Hoff un Ingeniero Electrico.

        Andrew Grove si era ingeniero quimico.

        Me gusta cuando se fusionan varias ramas de la tecnologia y ciencia para crear cosas nuevas fusionando su potencial.

        Me recuerda al potencial de Mitsubishi antes de la segunda guerra mundial, era una empresa que abarcaba todo, aeronautica, automotriz, etc. Luego de la guerra EUA prohibio a Japon que las ramas de Mitsubishi trabajaran juntas o tuvieran reuniones... Su contraparte seria Ford (su rama Stout Metal Airplane), pero en 1938 se retiro de la produccion de aviones... Me pregunto si hubieran mejores autos si hubieran fusionado o sus tecnologias e ingenieros. Aun asi Mitsubishi suele producir automoviles mas eficientes que la mayoria de autos de otros paises.

  • ¿Se han dado cuenta que los de la imagen son nerds?

    • ¿Y qué si lo son?

      Lo sean o no, son los encargados de hacerte la vida cada vez mas fácil.

    • yo le diría a todos "trata bien a tu amigo nerd porque puede ser tu jefe en el futuro"xD?

    • Este espacio geek lo visitamos geeks y nerds ;)

  • Gran noticia, ¿cuando cres que se implantara esta tecnologia?

  • Muy buen artículo e increíble final. Je je

  • Si más no recuerdo, el fenómeno que hace que exista interferencias entre las nano pistas de los procesadores se llama efecto túnel.

    No es descabellado pensar que un futuro salga una nueva carrera a estudiar: "Ingeniería fotónica" y vendría siendo algún tipo de remplazo a la ingeniería electrónica.

    Una observación:

    "Sin embargo, asumo que al menos unos cuentos ingenieros eléctricos estarán a punto de escribirme..."

    Al menos en latinoamerica es mas correcto decir ingenieros electrónicos que ingenieros eléctricos. En EU no existe como tal la ingeniería electrónica pero en latinoamerica si.

    • Antes era un Master, pero ahora ya es una carrera y este es el primer año de Photonic Engineering en la UCF. Tengo un amigo allá que la está haciendo :)

    • Areg,

      Esa especialidad existe ya desde hace al menos un par de décadas :)

      Incluso, en la universidad en donde estudié (Boston University, en EEUU) tienen todo un centro dedicado exclusivamente a fotónica, y es verdaderamente sorprendente el tipo de cosas que desarrollan allí.

      • Gracias, es bueno saberlo pero a lo que yo me refería no era como especialidad si no como carrera, son dos cosas distintas. Aunque el compañero feDe ya me quitó la duda.

  • Creo que otra de las grandes ventajas es poder fabricar chips en 3 dimensiones, debido a que disipan menos calor podrían crearse "cristales chips" de cientos de capas, creando un procesador varias veces más denso por la misma unidad de superficie. Ahora el silicio podría crecer en vertical.

  • A mí me gustaría saber cómo construirán generadores laser tan pequeños como para meter muchos en un chip

  • Elias, un micro alambre puede transmitir varias señales de voltaje a la vez, tal cual como la luz, a diferentes frecuencias (portadoras) la gran ventaja con la luz es q al ser tan alta la frecuencia un pequeño porcentaje de esta representa un ancho de banda descomunal

    • Gabriel,

      Cualquier conductor puede transmitir varios voltajes a la vez, pero eso por lo general no es práctico dentro de microprocesadores (aunque ciertamente es práctica, por ejemplo, con las conexiones DSL hogareñas).

  • GRACIAS esto es un grandísimo hito sólo te faltó una previsión de transferencia al mercado.

    ¿Cuando se podrán comprar dispositivos fotónicosen vez de electrónicos - eléctricos en tu artículo -?

  • Increible. Leer noticias como esta hacen que el futuro se sienta cercano. Imaginar los avances que supondría es impactante.

    ¿Podrían estos chips sustituir a los cuánticos en términos de practicidad?

  • Me gusto este articulo por que alfin entendi de forma sencilla que son los nucleos , gracias eliax n.n

  • Eliax, nos va a presentar el ipad 5 mañana?

  • Es un articulo triste, despues del artículo 10.000 como nos enteraremos de estas cosas ? T_T

    • Eliax no va a cerrar por completo, solo que ya no escribiré a diario como lo he hecho por más de 8 años consecutivos... ;)

  • Que bueno es saber que existe un blog como este, que cualquiera que lea una de las noticias la entenderá perfectamente. Cuando leo una Gran noticia en otra pagina no entiendo nada, pero cuando entro a Eliax y leo Puff lo entiendo Todo.

  • Jose, gracias por hacerme el dia con esta noticia. Necesitaba escuchar algo asi. Espero que ya estes en forma para tu viaje al espacio!

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"Mi mente va a estallar, esto es EXTRAORDINARIO!!!!!!!!!!"

por "Patricio" en jul 23, 2010


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