Los Chips de hoy día están sujetos a los límites de espacio y conducción que permite la física. Esto provoca más de un problema tanto en la eficiencia como en la capacidad de los elementos tecnológicos. Pero estas limitaciones podrían tener ya una solución a medio plazo.

En una conferencia reciente, en San Francisco, un equipo de Stanford presentó varios modelos para construir chips en varios pisos. De esta manera se podría aprovechar mucho más la extensión evitando la saturación propia de los cables y conductores típicos de los circuitos actuales. Para ello, la solución consiste en construir una serie de conectores verticales capaces de mover los datos entre capas mucho más rápido y usando menos electricidad. Esta arquitectura novedosa podría ser la que utilizasen los chips del futuro. Aunque este modelo ya se ha probado anteriormente, es su arquitectura la que diferencia estos chips de modelos anteriores.

Los chips del futuro

Para ello, los investigadores han propuesto tres soluciones en concreto. La primera es una nueva tecnología para la creación de transistores. La segunda es un nuevo tipo de memoria. Por último, los científicos han presentado una nueva técnica para construir chips en varios pisos de una manera que nunca se había empleado hasta ahora. Con estos tres elementos sencillamente se pueden sentar las bases de un nuevo tipo de arquitectura en construcción de circuitos. ¿Y hasta donde podría llegar esta arquitectura? La tecnología diseñada está todavía en sus primeros pasos pero es altamente escalable.

Chips
Modelo informático del prototipo presentado. Fuente: Max Shulaker, Stanford

Esto quiere decir que en un futuro a medio plazo podríamos obtener unos chips capaces de resultados nunca vistos y de una fabricación barata y rápida. Estos chips construidos en "3 dimensiones" podrían ser fabricados en masa para ir sustituyendo poco a poco la arquitectura actual. Es una vía todavía por investigar pero muy prometedora en cuanto a sus posibilidades de superar las barreras actuales de la tecnología, impuestas principalmente por la física asociada a los circuitos de silicio. Y lo mejor de todo es que los investigadores ya se han hecho con varios prototipos para demostrar su funcionamiento.

Revolucionando la arquitectura

Como decíamos, los factores físicos son los principales limitantes de los chips de silicio. Los circuitos actuales se atascan por la transmisión de electrones a través de sus canales. Además, existe siempre cierta pérdida de energía, que se traduce en descarga de batería, en forma de calor ya que los electrones son bastante caprichosos. Para poder solucionar muchos de los problemas que dan los circuitos actuales, los investigadores han tratado de emplear transistores de nanotubos de carbono, o CNTs. Los CNTs dejan escapar menos electricidad que el silicio ya que son de un tamaño ínfimo y más precisos, por lo que los electrones no tienen "tantas vías de escape".

Las nuevas memorias no se basan en silicio sino en nitruro de titanio, óxido de Hf y PtLos resultados obtenidos con estos CNTs son impresionantes y sus transistores consiguen algunas de las mejores cifras jamás obtenidas. Para ello han empaquetado CNTs en un área lo suficientemente pequeña para que pueda convertirse en un chip útil. Además de este tipo de transistores, el equipo ha trabajado mucho en el nuevo tipo de memoria. Ésta no se basa en el silicio sino en nitruro de titanio, óxido de hafnio y platino. Este tipo de memoria ya fue presentada por los investigadores el año pasado.

Su capacidad de impedir el paso de electricidad o no según se le aplique electricidad a la memoria permite generar las señales binarias típicas de los sistemas digitales. Son las llamadas RRAM, resistive random access memory y usan menos energía que las memorias actuales. En combinación, los CNTs con los nuevos tipos de memoria y la técnica adecuada diseñada por los investigadores podemos evitar los "atascos" y gran parte de las pérdidas de energía gracias al paso de la información en tres dimensiones y no solo dos. En definitiva, un ingenioso rediseño tecnológico que a diferencia de otros anteriores no sufre de las mismas limitaciones. Ahora solo toca esperar a poder verlo en el mercado, cosa que esperamos que sea pronto.