PUBLICIDAD
Las innovaciones en chips son cada vez más pequeñas y potentes
Los chips informáticos son la base de nuestro mundo digital. Ningún smartphone, ordenador, coche ni control remoto puede funcionar sin ellos. Y un día no muy lejano, probablemente también nos los implantarán en la cabeza.
La inteligencia artificial (IA), en particular, impulsa la demanda de mayor potencia de cálculo en un formato compacto. En este proceso, los fabricantes de chips están alcanzando sus límites físicos. Las startups y universidades europeas investigan innovaciones en chips para satisfacer esta creciente necesidad de potencia de cálculo.
En 1971, la empresa de chips Intel lanzó el primer microchip con éxito comercial, el "4004". En su momento, causó sensación; sin embargo, hoy en día, el chip de computación de tres por cuatro milímetros parece tosco. Y, sobre todo, de baja potencia: contenía tan solo 2300 transistores, una cantidad inimaginable en aquel entonces, ridículamente baja para los estándares actuales.
Los transistores siguen siendo el núcleo de todo chip de computadora. Pequeños interruptores que alternan entre encendido y apagado, entre cero y uno. Estos interruptores sientan las bases de nuestro mundo digital. Cuantos más transistores, más potente es el chip, y la demanda global de potencia de procesamiento y almacenamiento de datos está en auge.
Durante años, la industria de los chips se ha preocupado por una pregunta fundamental: ¿cuántos transistores más caben en un solo chip? Con el paso de las décadas, los transistores se han vuelto cada vez más pequeños, hasta el punto de que hoy en día constan de tan solo unos pocos átomos. Estos interruptores son ahora más delgados que un cabello humano, más pequeños que un glóbulo rojo y están equipados con kilómetros de cableado. Un interruptor diminuto —500.000 veces más pequeño que un milímetro— se ha vuelto absolutamente indispensable en nuestra vida diaria. Doscientos millones de transistores caben en un milímetro cuadrado; en un solo chip, incluso decenas de miles de millones
Sin embargo, en un futuro próximo, este intento de reducir la ciencia de los semiconductores alcanzará su límite físico.
Actualmente, utilizamos tecnologías de chips como las CPU (unidades centrales de procesamiento) para computadoras y teléfonos inteligentes. La tecnología alternativa de las GPU (unidades de procesamiento gráfico), también conocidas como tarjetas gráficas, se desarrolló originalmente para imágenes, contenido de video y gráficos 3D para pantallas de computadora. El fabricante de chips Nvidia se hizo conocido con estos chips y actualmente aprovecha la creciente demanda de chips de IA. Estas tarjetas gráficas tienen la ventaja de poder realizar tareas paralelas y gestionar muchas tareas simultáneamente, justo lo que la IA necesita para funcionar eficientemente.
Para la IA, los chips gráficos han demostrado ser la mejor solución disponible actualmente; las GPU son la opción de respaldo para los algoritmos de IA. Esto se debe a que, por el momento, no existen nuevos enfoques para los chips de IA. Lo que sí existe es una gran cantidad de investigación e innovación. Aunque cada nanómetro de un chip ya está repleto de interruptores, aún hay espacio sin utilizar, especialmente en términos de altura. Esto es lo que Semron está investigando. La startup con sede en Dresde ha desarrollado chips que llevan la IA directamente a dispositivos finales como teléfonos inteligentes y auriculares. Esto permite que los datos se procesen localmente en los dispositivos, lo cual es especialmente ventajoso para la información sensible. Sin embargo, para que los chips sean lo suficientemente potentes, deben ser lo más pequeños, compactos, rentables y energéticamente eficientes posible
El cofundador Aron Kirschen es consciente de que simplemente apilar tres, cuatro o incluso cinco chips en un encapsulado no es suficiente. Un rendimiento cinco veces superior, combinado con el coste de cinco chips, no sirve de nada cuando se requiere un aumento de rendimiento de mil veces. En su lugar, Semron planea aplicar múltiples capas de chip durante el propio proceso de fabricación. Su tecnología de semiconductores patentada, "CapRAM", permite el procesamiento local de modelos de IA. Esto ya funciona con chips de memoria, como los de los smartphones. Nuestros teléfonos contienen hasta 200 capas de memoria. Sin embargo, esta técnica resulta más compleja para los procesadores, los componentes informáticos de un chip. En primer lugar, los transistores no se apilan fácilmente. En segundo lugar, este diseño requiere más energía y, a mayores densidades energéticas, el chip corre el riesgo de sobrecalentarse. Semron afirma haber resuelto este problema. Ahora, el equipo se enfrenta al gran reto de conseguir que los fabricantes de chips implementen el proceso de fabricación patentado y produzcan los chips en grandes lotes. Sin embargo, la idea por sí sola no es suficiente para satisfacer la creciente demanda de potencia de cálculo. Los chips también necesitan fabricarse, y eso no ocurre en Alemania ni siquiera en Europa. Es comparable a la revolución industrial de hace 150 años.
