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Los chips reprogramables podrían permitir actualizaciones instantáneas de dispositivos
La obsolescencia es la maldición de la electrónica: tan pronto como compras un dispositivo, su hardware está desactualizado. Un nuevo tipo de microchip de bajo costo que pueda reorganizar su diseño sobre la marcha podría cambiar eso. Las puertas lógicas del chip se pueden reconfigurar para implementar un diseño mejorado tan pronto como esté disponible, el equivalente en hardware de las actualizaciones de software que a menudo se incluyen en dispositivos como teléfonos.
Reprogramable: Este chip se puede reconfigurar para implementar nuevos diseños, lo que permite actualizar el hardware del dispositivo.
Los nuevos chips, fabricados por una startup llamada Mesa —Son un competidor más económico y más poderoso de un tipo existente de chip reprogramable conocido como matriz de compuerta programable en campo (FPGA). Los FPGA a veces se envían en dispositivos terminados cuando eso es más barato que construir un nuevo chip desde cero, por lo general, cosas que son costosas y se venden en volúmenes bajos, como escáneres de tomografía computarizada. Más comúnmente, los FPGA simplemente proporcionan una forma de crear un prototipo de un diseño antes de hacer un microchip fijo convencional.
Si los chips programables fueran más potentes y menos costosos, podrían usarse en más dispositivos, de formas más creativas, dice Steve Teig, fundador y director de tecnología de Tabula. El diseño reprogramable de su empresa es considerablemente más pequeño que el de un FPGA. Los FPGA son muy caros porque son grandes piezas de silicio, dice Teig, y el silicio [oblea] cuesta aproximadamente mil millones de dólares el acre. El tiempo que tardan las señales en atravesar la superficie relativamente grande de un FPGA también limita su rendimiento, dice.
Es como estar dentro de un edificio muy grande de un piso: los kilómetros de pasillos te ralentizan, dice. Al igual que con un edificio, apilar capas de circuito una encima de la otra ayuda, al proporcionar un atajo entre los pisos, dice Teig. Pero, desafortunadamente, la tecnología necesaria para construir chips 3D apilados todavía está restringida a los laboratorios de investigación. En cambio, Teig encontró una manera de hacer que una ficha con un solo nivel se comporte como si tuviera ocho fichas diferentes apiladas.
Imagina que entraste en el ascensor de un edificio y luego volviste a salir, y que reorganicé los muebles rápidamente mientras estabas allí, dice Teig. No tendrías forma de decirte que no estás en un piso diferente. Los chips de Tabula realizan el mismo truco con los datos que procesan, alternando entre hasta ocho diseños diferentes hasta 1.600 millones de veces por segundo (1.6 Gigahertz). Las señales en el chip encuentran esos diseños diferentes a su vez, como si estuvieran subiendo un nivel a un chip completamente diferente. Por su comportamiento, nuestro [diseño] es indistinguible de una pila de chips, dice Teig, quien llama a las capas de chips virtuales pliegues.
Eso trae ventajas de velocidad, porque las señales no tienen que viajar mucho a través de la superficie de un chip para llegar a una nueva parte del circuito, como ocurre en una FPGA. Cuando el chip carga un nuevo pliegue, aparecen nuevos circuitos en lugar de los antiguos. Teig estima que la huella de un chip Tabula es menos de un tercio de un FPGA equivalente, lo que lo hace cinco veces más barato de fabricar, mientras que proporciona más del doble de densidad de lógica y aproximadamente cuatro veces el rendimiento.
Al igual que con los FPGA, los chips de Tabula contienen matrices de muchos bloques de construcción básicos idénticos que se pueden programar para implementar cualquier función lógica. Un almacén de memoria en el chip gestiona las diferentes configuraciones por las que pasa el chip.
El enfoque de Teig tiene sentido, dice Andre DeHon , quien investiga hardware reconfigurable en la Universidad de Pennsylvania y ha experimentado con diseños similares él mismo. La mayor parte del área de un chip FPGA está formada por el cableado necesario para conectar los elementos que hacen el trabajo, dice. Este nuevo tipo de diseño puede funcionar más rápido y evita que las piezas se queden allí mientras las señales recorren trayectos largos.
Tabula podría impulsar el silicio reconfigurable para desplazar chips convencionales de diseño fijo en más lugares, dice DeHon. Hacer un chip personalizado requiere una garantía de unos pocos millones de unidades, dice DeHon, y por lo tanto, un costo inicial de varios millones de dólares. Es una cuestión de mover el punto de cruce entre el costo de eso y el costo de la tecnología reconfigurable.
Hacer que el enfoque reconfigurable sea más económico podría permitir que incluso los productos electrónicos de consumo se envíen con chips programables, lo que haría posible que se actualicen con nuevos ajustes de diseño. Ese enfoque se utiliza actualmente solo en algunos equipos costosos, como las estaciones base de telefonía celular. Sony podría decir, 'mira lo que hizo nuestro competidor Toshiba' y actualizar los chips dentro de sus televisores para ofrecer nuevas funciones, dice Teig. Llegar a cámaras digitales o televisores está definitivamente al alcance de la mano.
Sin embargo, Rich Wawzyrniak, que rastrea FPGA y tecnología relacionada para la firma de analistas Investigación Semico , señala que existen limitaciones para este enfoque. El consumo de energía si estos dispositivos es relativamente alto y probablemente demasiado para un dispositivo como un teléfono, dice.
Pero en última instancia, dice DeHon, los chips reconfigurables deberían modificar su diseño con más frecuencia, cambiando su funcionamiento para que coincida con la tarea en cuestión en una combinación de software y hardware. Estas cosas son realmente plataformas que pueden ejecutar cualquier cálculo. La gran visión es que se nos ocurra una forma de asignar el código de un programa al chip cuando se ejecuta.