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El transistor más pequeño del mundo es genial pero no salvará la ley de Moore
La Ley de Moore se está estancando frente a los límites físicos de lo que se puede hacer con el silicio. Ahora, un nuevo tipo de diseño de transistor promete mantenerlo con vida por un poco más de tiempo, aunque la industria de los chips ya está planeando formas de hacer frente cuando finalmente se rompa.
El problema al que se enfrenta actualmente el diseño de chips es, lamentablemente, la propia física. Usando silicio, es imposible crear un transistor en el que la puerta, la parte de un transistor que se enciende y apaga para controlar el flujo de electrones, es más pequeña que siete nanómetros. Hágalos más pequeños, y los electrones pueden moverse entre los transistores a través de un proceso conocido como tunelización cuántica, lo que significa que un transistor en un estado apagado podría encenderse inesperadamente, incluso si no se supone que deba estarlo.
Eso pone un límite teórico a la Ley de Moore: la idea de que la cantidad de transistores que caben en un chip se duplica cada dos años más o menos. Pero ahora los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, dirigidos por el anterior TR Innovator Under 35 Ali Javey, han construido lo que se dice que es el transistor de trabajo más pequeño del mundo.
Ali Javey, izquierda, y Sujay Desai han creado el transistor más pequeño del mundo.
Publicando su logro en Ciencias , los investigadores explican que el dispositivo se ha construido utilizando nanotubos de carbono y disulfuro de molibdeno, creando un transistor con una longitud de puerta de solo un nanómetro. Es un logro impresionante y, al menos en teoría, significa que sería posible incluir muchos más interruptores pequeños en un chip de lo que se podría lograr con el silicio. En cierto contexto, los chips de última generación actuales usan transistores con una puerta de 14 nanómetros, y los chips de 10 nanómetros están en camino.
Sin embargo, el resultado es solo una prueba de concepto, muy lejos de ser un producto viable. Convertir estos transistores de nanotubos en un procesador requeriría que miles de millones de interruptores se crearan de manera confiable en un solo chip. Eso puede ser posible, pero también podría ser terriblemente costoso.
De hecho, la industria de los chips ya ha reconocido que está preparada para que los transistores dejen de encogerse. A principios de este año, la Asociación de la Industria de Semiconductores, compuesta por Intel, AMD y Global Foundries, publicó un informe en el que anunciaba que para 2021 no sería económicamente eficiente reducir más el tamaño de los transistores de silicio. En cambio, parece que las fichas cambiarán de diferentes maneras.
Ya estamos viendo la fractura de la industria de los procesadores, con un movimiento que se aleja del hardware superrápido y versátil hacia chips más especializados. Con ese fin, Intel compró recientemente Movidius, una empresa que fabrica chips dedicados a tareas de visión artificial. Mientras tanto, Nvidia está vendiendo chips de IA especializados a una industria ansiosa por capitalizar el aprendizaje automático.
Los diseños de chips más eficientes también ayudarán a aumentar la velocidad computacional a tasas más bajas de consumo de energía. Microsoft e Intel están trabajando en el uso de chips reconfigurables conocidos como FPGA para ejecutar algoritmos de inteligencia artificial de manera más eficiente, por ejemplo. Y la empresa japonesa de telecomunicaciones e Internet SoftBank adquirió recientemente al diseñador de chips británico ARM para sus increíblemente exitosos chips de bajo consumo, que proporcionarán potencia de procesamiento para la creciente cosecha de hardware de Internet de las cosas.
Es probable que los procesadores menos especializados cambien de forma para aumentar la potencia de procesamiento. Los chips utilizarán cada vez más múltiples capas de circuitos para aumentar la densidad de transistores, por ejemplo. O, tal vez, podrían encogerse utilizando el avance de Berkeley Lab para lograr los mismos fines.
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